在3D打印技术不断发展的今天，一种名为TPU（热塑性聚氨酯）的材料正以其独特的柔性特质，为制造业带来新的可能性。
作为一种热塑性聚氨酯弹性体，TPU将橡胶的弹性与塑料的可打印性有机结合。与传统刚性塑料不同，TPU能够在断裂前拉伸到其原始长度的相当大比例，且具有良好的耐磨性、耐化学性和抗冲击性。
这使得它成为需要弹性却不牺牲强度的功能性零件的理想选择，正在从鞋类、汽车到工业应用等各个领域展现其价值。
01 TPU材料的核心特性
TPU材料拥有令人瞩目的物理特性，使其在众多3D打印材料中表现突出。它能够在不同形态和尺寸下保持其优异的物理特性，适用于生产需要承受拉伸和弯曲的零部件。
TPU的弹性使得它能够在变形后恢复到原来的形状，特别适合需要频繁弯曲或拉伸的应用场景。相比硬质塑料，TPU能更好地应对冲击力和拉伸力。
TPU材料的耐磨性和抗冲击性表现优异。例如鞋底、工业配件等都需要承受长时间的摩擦和冲击，TPU能够显著延长产品的使用寿命。
TPU材料能够承受较高的温度变化，在高温或低温环境下仍能保持其性能。它适用于一些特殊温度条件下的应用，如汽车零部件、电子产品外壳等。
许多化学物质、油类或溶剂对TPU的影响较小，保证了它在一些特殊环境中的使用价值。在石油、化工等行业的设备零部件中，TPU能够提供较长的使用周期。
02 打印技术的优化与进步
随着TPU材料的发展，3D打印技术也在不断适应和优化。打印TPU需要针对标准打印流程进行调整，这对初学者虽然具有挑战性，但掌握其特性能带来令人满意的结果。
打印参数设置是关键因素。喷嘴温度通常需要在210-250°C之间（因品牌而异），床温保持在40-60°C有助于改善附着力。
打印速度应控制在15-40 mm/s（较慢的速度可防止耗材弯折），回抽设置要最小化（1-2 mm，速度10-20 mm/s）以避免堵塞。
硬件选择同样重要。直驱挤出系统优于Bowden结构，可减少耗材路径摩擦。PEI片、绘画胶带或带粘性涂层的玻璃构建平台可增强首层抓附力。
冷却风扇建议保持在20-50%的功率，在细节与层间结合间取得平衡。
近年来，新型TPU材料不断涌现。eSUN易生推出的TPU轻质材料能在打印过程中发泡，通过调节打印温度和速度可以改变发泡程度，实现明显的减重效果。
这意味着同样重量的材料，TPU轻质可以打印出更多的模型，重量比传统TPU有显著减轻。
03 应用领域的广泛拓展
TPU材料正在多个行业引发变革浪潮。鞋类行业是TPU应用的代表性领域。TPU被广泛应用于运动鞋、鞋底、鞋带等部分的3D打印中。
其优异的弹性和耐磨性使得TPU成为理想的鞋类设计材料，特别是在高强度运动或户外活动中，能够提升鞋子的舒适度和耐久性。
德国知名户外品牌VAUDE联合OECHSLER采用3D打印技术，并选择巴斯夫Ultrasint® TPU01粉末材料，开发出了新一代高性能户外背包NOVUM 3D。
这款背包的背垫采用了3D打印的晶格结构设计，代替了传统泡沫基背部缓冲垫，减少了接触压力，并明显地改善了背部的通风性。
汽车行业同样广泛应用TPU材料。它被用于制造密封条、软管、汽车座椅配件等部件。其良好的弹性、耐磨性和抗化学性，能够有效提高汽车零部件的性能和使用寿命。
工业应用领域，TPU被应用于制造专用部件、保护装置以及特定需求的器械。TPU 90A粉末已经过短期皮肤接触认证，因此可将其视为能与皮肤接触的安全材料。
消费电子产品中，TPU也被广泛用于手机、平板电脑等设备的外壳和配件中。其耐高温、抗化学性和耐久性为电子设备提供了良好的保护。
04 未来发展前景
TPU材料在3D打印领域的潜力仍在不断发掘。随着材料科学的发展，越来越多的TPU变种出现，满足不同场景的需求。
Siraya Tech推出的TPU Air是一种主动发泡型线材，能够通过温控发泡显著减轻重量。通过调节打印温度，用户可以控制材料的最终柔软度和重量，打印出比标准TPU打印部件轻很多的部件。
路博润推出的ESTANE® 3D TPU M88A热塑性聚氨酯明显加快了打印速度，打印时间比目前市场上的热塑性聚氨酯有显著缩短。应用可以在室温下轻松拆包，允许自由安排生产运行。
EOS为工业3D打印推出的EOS TPU 1301材料具有佳的回弹性、良好的耐水解性以及高紫外线稳定性，被广泛使用于对弹性及易加工属性有要求的应用领域。
这标志着3D打印迈向批量生产的重要进展。
随着TPU材料在3D打印领域的不断创新，我们已经看到了它的广阔前景。
从轻质发泡TPU实现模型重量明显减轻，到新型TPU将打印时间显著缩短，这些进步正推动着制造业的发展。
TPU的独特性能使其成为连接原型设计与批量生产的桥梁。汽车、工业、消费电子等行业都在积极采用这一技术，创造更具弹性、更耐用、更轻便的产品解决方案。
随着材料科学的发展和3D打印技术的进步，TPU将继续为柔性3D打印带来创新与变革。
