Печать из TPU: что напечатать и как настроить принтер

TPU (термопластичный полиуретан) - гибкий пластик для 3D-печати, который после печати ведёт себя как резина. Из него печатают то, что должно гнуться, гасить удар, держать предмет или плотно прилегать: чехлы, ножки, накладки, прокладки, шины для моделей, штампы. Печатать TPU можно на обычном бытовом принтере, но медленно, с сухим прутком и лучше всего с экструдером прямой подачи, где мотор стоит прямо над соплом. Ниже разберём, что напечатать, как выбрать твёрдость и какие настройки советуют Prusa, Bambu Lab и Creality.

Что такое TPU и какая твёрдость нужна

Твёрдость гибких пластиков меряют по шкале Шора: буква A у мягких материалов, D у более жёстких. Чем больше число, тем жёстче пруток.

Маркировка	Какой на ощупь	Как печатается
85A, 90A	мягкий, гнётся пальцами без усилия	труднее всего, нужна прямая подача
95A	гнётся, но держит форму	проще мягких марок
64D, 68D	жёсткий и упругий, гнётся с усилием	ближе к обычным пластикам

Prusa в справке по гибким материалам пишет прямо: чем мягче пруток, тем сложнее его печатать. Для первого знакомства удобнее 95A. Жёсткость готовой детали зависит и от настроек: Bambu Lab отмечает, что чем больше периметров (контуров стенки) и плотнее заполнение, тем деталь менее упругая.

Одинаковая маркировка у разных брендов не значит одинаковое поведение. Температуру, сушку и скорость берите из паспорта своей катушки.

Что напечатать из TPU

Prusa называет среди удачных применений шайбы-проставки, штампы, шины для радиоуправляемых моделей, подошвы, ремни и защитные чехлы для камер и телефонов. Добавим то, что полезно в быту и в мастерской:

Дом и мебель. Нескользящие ножки и подпятники под стулья и тумбы, накладки на торцы трубчатых ножек, подкладки под колонки и технику, держатели кабелей.
Гаджеты. Чехлы и бамперы для телефонов, наушников, пультов, защитные накладки на углы ноутбука и дрона.
Инструмент и спорт. Мягкие накладки на ручки инструмента, грипсы для самоката и велосипеда, тихие накладки на гантели.
Уплотнения. Прокладки крышек и корпусов, кабельные вводы, заглушки отверстий там, где нет давления и нагрева.
Автомобиль. Заглушки в салоне и порогах, держатели и органайзеры, защитные накладки на кромки багажника. Всё, что влияет на безопасность движения (подвеска, тормоза, рулевое), любительской печатью не заменяют.
Хобби. Шины для моделей, штампы для творчества, гибкие шарниры и крепления.

Что из TPU печатать не стоит

Детали с мостами и большими нависаниями. По Prusa, у гибких пластиков очень плохие мосты и нависания, а поддержки трудно отделять.
Нагруженные шестерни и резьбу. Гибкий зуб и виток сминаются под нагрузкой. Резьбу делайте в жёсткой детали или ставьте закладную гайку.
Детали под нагревом. TPU размягчается при сравнительно низкой температуре: Bambu Lab не советует сушить его в неподвижной катушке, потому что витки могут слипнуться. Рабочую температуру детали смотрите в паспорте пластика.
Всё, от чего зависит здоровье и безопасность. Тормозные и подъёмные элементы, детали под давлением, медицинские изделия, посуду и игрушки, которые берут в рот. Для таких применений нужны данные конкретного материала и сертификация, а не любительская печать.

Как печатать TPU: принтер и подача

Экструдер. Мягкий пруток легко гнётся, поэтому ему нужен короткий путь от шестерён до сопла. Лучше всего подходит прямая подача (англ. direct drive), где мотор экструдера стоит на печатающей голове. На принтерах с боуденом (длинной трубкой от мотора к голове) мягкие марки 85A-90A идут с трудом, жёсткие 95A и выше пробуют медленно.

Производители ставят свои ограничения:

Creality для своего закрытого принтера K2 Plus запрещает TPU твёрдостью 90A и мягче: экструдер сплющивает пруток, и сопло забивается. Там же советуют подавать TPU не через тефлоновую трубку, а напрямую в экструдер.
У Original Prusa XL длинный путь до экструдера, для гибких прутков Prusa предлагает печатный обходной канал.
Prusa советует ослабить прижим шестерён экструдера: при сильном прижиме пруток наматывается на шестерни.

Автоподача катушек. Системы автоматической подачи рассчитаны на жёсткие прутки:

Bambu Lab: TPU 95A HF несовместим ни с одной системой AMS (система автоподачи катушек), его ставят на внешний держатель. Для многоцветной печати есть отдельный пруток TPU for AMS твёрдостью 68D, совместимый с AMS.
Creality: система автоподачи CFS рассчитана на пластики средней твёрдости, а для K2 Plus Creality прямо запрещает печатать TPU через CFS.
Prusa предупреждает, что автоматическая смена прутка может плохо работать с гибкими материалами.

Настройки печати TPU

Температура и стол

Источник	Сопло	Стол
Prusa, гибкие материалы	230-245 °C	60-75 °C
Bambu Lab, TPU 95A HF	230 °C	35 °C
Creality, TPU на K2 Plus	220 °C	не ниже 40 °C на гладком PEI

PEI (полиэфиримид) - покрытие стальной пластины стола. Prusa предупреждает, что гибкий пластик прилипает к гладкому покрытию слишком сильно и может его повредить: на гладкий или сатиновый лист наносите разделитель (клей-карандаш), а на текстурном листе с порошковым покрытием он не нужен. Bambu Lab не рекомендует печатать TPU 95A HF на пластине Cool Plate SuperTack.

Скорость

Скорость TPU удобнее считать по объёмному расходу: сколько кубических миллиметров пластика в секунду сопло успевает выдавить.

Пруток	Предел объёмного расхода
Creality CR-TPU и обычный TPU на K2 Plus	до 2 мм³/с
Creality HP-TPU на K2 Plus	до 3 мм³/с
Bambu TPU 95A	3,6 мм³/с
Bambu TPU 95A HF	12 мм³/с
Bambu TPU for AMS (68D)	18 мм³/с

Как перевести в скорость: при слое 0,2 мм и ширине линии 0,42 мм сечение линии около 0,084 мм². Предел 2 мм³/с даёт около 24 мм/с, предел 12 мм³/с около 140 мм/с. Prusa для обычных гибких прутков называет типичную скорость 20 мм/с и максимум 30-40 мм/с. Быстрые марки с пометкой HF (высокий расход) печатаются в разы быстрее, но только если это указано в паспорте.

Откат, обдув и калибровки

Откат (втягивание прутка перед переездом): Prusa советует уменьшить его или выключить, а потом прибавлять понемногу. В заводских профилях Bambu TPU 95A HF для X1C, P1S, A1 и A1 mini откат 0,8 мм, для H2D 2 мм.
Обдув: источники расходятся. Prusa советует выключить обдув детали, а заводской профиль Bambu Lab для TPU держит обдув включённым со второго слоя. Начните с профиля производителя своего принтера.
Автокалибровки: Creality для K2 Plus советует отключить автоматическую калибровку компенсации давления и потока при печати TPU: тестовый рисунок идёт на скорости, при которой TPU забивает сопло.
Поддержки: Prusa советует увеличить зазор до детали по высоте до 0,3 мм и по горизонтали не меньше 100 %, иначе поддержки прилипают намертво.
Сопло перед TPU должно быть чистым. Creality советует убрать остатки пластиков, которые печатались горячее 240 °C, Prusa при сомнении советует холодную протяжку.

Сушка TPU

TPU впитывает влагу, а влажный пруток даёт нити, подтёки и засоры. Bambu Lab отмечает сушку TPU перед печатью как обязательную и рекомендует для TPU 95A HF:

сушильный шкаф с обдувом: 70 °C, 8 часов;
нагретый стол принтеров Bambu Lab серий H, X, P1S и P2S: 80-90 °C, 12 часов, по инструкции производителя;
сушилка AMS HT: 75 °C, 18 часов.

Creality показывает разницу на своём HP-TPU после 8 часов при 70 °C в сушильном шкафу с обдувом. Бытовую духовку для сушки не используйте: её температура гуляет, и пруток легко перегреть. Подробнее в статье Сушка филамента.

Частые проблемы

Пруток сминается и наматывается на шестерни. Ослабьте прижим экструдера и снизьте скорость.
Сопло забивается. Скорость выше предела расхода, влажный пруток или остатки другого пластика. Порядок чистки в статье Холодная протяжка.
Тонкие нити между деталями. Первым делом сушка, потом температура и откат.
Деталь не снять со стола. Нужен разделитель на гладком PEI или текстурный лист.

Частые вопросы

Что можно напечатать из TPU?

Всё, что должно гнуться или гасить удар: чехлы и бамперы, ножки и подпятники, прокладки, накладки на ручки, шины для моделей, штампы, ремешки. Prusa отдельно называет шайбы-проставки, подошвы и ремни.

Можно ли печатать TPU на принтере с боуденом?

Боуден - длинная трубка от мотора экструдера к голове. Жёсткие марки 95A и выше через неё можно пробовать на малой скорости. Мягкие 85A-90A печатаются хуже всего, их не допускает даже Creality на своём K2 Plus с прямой подачей. Надёжнее всего TPU печатается на прямой подаче.

Какую температуру ставить для TPU?

Ориентир от производителей 220-245 °C на сопле: Creality советует 220 °C, Bambu Lab 230 °C, Prusa 230-245 °C. Точное значение берите из паспорта катушки и проверяйте тестом.

Можно ли печатать TPU через AMS?

AMS - система автоподачи катушек Bambu Lab. Bambu TPU 95A HF через неё нельзя: он несовместим со всеми системами AMS. Через AMS идёт только специальный TPU for AMS твёрдостью 68D. Мягкий TPU других марок ставьте на внешний держатель.

Можно ли напечатать штамп из TPU?

Да, Prusa прямо называет штампы среди удачных применений гибких пластиков. Рисунок делайте выпуклым и зеркальным, а мелкие линии не тоньше ширины линии сопла.

Нужно ли сушить TPU?

Да. Bambu Lab отмечает сушку TPU перед печатью как обязательную, а хранить открытую катушку советует с влагопоглотителем.

Учёт гибкого пластика

Часть катушки TPU при настройке уходит на пробы. В Учет3Д пластик учитывается по граммам на каждой катушке, и расход заказа попадает в себестоимость вместе с электричеством, амортизацией принтера и накладными. Так видно, окупаются ли заказы на гибкие детали.