Essentium TPU 90A-FR Flammenhemmend

Essentium ist ein amerikanischer Hersteller von industriellen 3D-Druckern und technischem Filament mit Niederlassungen in Asien und Europa. Mit seinen innovativen Materialien und Lösungen ist das Unternehmen führend auf dem Weg in die Industrie 4.0 und hilft so vielen Unternehmen, nicht nur Prototypen zu erstellen, sondern auch in großem Maßstab im eigenen Haus zu produzieren und dabei die Produktqualität zu erhalten und die Produktionskosten zu senken. Der Essentium-Katalog ist voll von hochentwickelten High-End-Filamenten, hauptsächlich Polymere und Mischungen, die für Stärke, Flexibilität und hohe mechanische Leistung in anspruchsvollen industriellen Umgebungen entwickelt wurden. Die Essentium-Filamente sind in zahlreichen Disziplinen beliebt und finden viele spezielle Anwendungen, z. B. in der Luft- und Raumfahrt, in der Automobilindustrie, in der Biomedizin, in der Auftragsfertigung, bei Konsumgütern und in der Elektronikfertigung.

Technische Filamenten für professionelle Anwendungen

Das TPU 90A FR (Flammhemmend) von Essentium ist Teil des beeindruckenden Materialportfolios des Herstellers und gehört zur Gruppe der flexiblen Filamente. Dieses Filament besteht aus < 70 % thermoplastischem Polyurethan. Die restlichen 30 % sind eine flammhemmende Substanz und die chemische Verbindung 1,3,5-Triazin-2,4,6(1H,3H,5H)-Trion.

Thermoplastisches Polyurethan (TPU) ist ein thermoplastisches Elastomer, das aus linearen Blockcopolymeren mit abwechselnden Sequenzen von harten und weichen Segmenten besteht. TPU-Kunststoffe zeichnen sich durch eine sehr hohe Elastizität aus und werden manchmal als eine Brücke zwischen Gummi und Kunststoff bezeichnet. Sie zeichnen sich außerdem durch eine hohe Abrieb-, Stoß-, Reiß- und Chemikalienbeständigkeit (dank des Polyesters in den Weichsegmenten), eine hervorragende Leistung sowohl bei niedrigen (dank des in den Weichsegmenten von TPU enthaltenen Polyethers) als auch bei hohen Temperaturen, eine hohe Zähigkeit und eine sehr hohe Bruchdehnung (>500 %) aus. TPU lassen sich leicht verarbeiten und in 3D drucken, da sie sich nicht verformen (warping) und keine Temperaturschwankungen aufweisen. Dennoch ist die Verwendung eines Klebstoffs, wie z. B. Magigoo Flex, immer eine ratsame Vorsichtsmaßnahme, um das richtige Verhalten des Filaments sicherzustellen. Die Härte von TPU kann durch Änderung des Verhältnisses von harten und weichen Segmenten in seiner Zusammensetzung verändert werden. Es sollte jedoch bedacht werden, dass die Härte des endgültigen 3D-Druckteils nicht nur vom verwendeten Material, sondern auch von den Druckparametern sowie von der Geometrie und der Füllung des 3D-Teils abhängt.

Video 1: Ein Überblick und eine Demonstration der TPU-Eigenschaften. Quelle: Essentium.

Die ersten Versuche mit thermoplastischem Polyurethan begannen Mitte der 1950er Jahre, und gegen Ende des Jahrzehnts gelang der Durchbruch in Form eines Schuhklebers. Heute hat TPU eine breite Palette von Anwendungen in der Automobilindustrie, im Sport, in der Medizin und in der Fertigung für die Laminierung von Glas, Folien und Platten, Antriebsriemen, Feuerlöschschläuchen, Hydraulikschläuchen, flexiblen Rohren, Draht- und Kabelbeschichtungen, Inline-Skates, Lenkrädern, aufblasbaren Flößen, flexiblen Handyhüllen und vielem mehr. TPU ist das perfekte Material für 3D-Druckteile, die allen Arten von Stößen und Dehnungen ausgesetzt sind.

Flammhemmende Eigenschaften

Da der 3D-Druck in so vielen verschiedenen Branchen eingesetzt wird, von denen einige sehr spezielle Anforderungen haben, müssen die 3D-Filamente diesen fortschrittlichen Anforderungen gerecht werden. In manchen Umgebungen ist Feuer ein hohes Risiko, und es müssen alle Vorkehrungen getroffen werden, um einen Brand zu verhindern oder seine Ausbreitung zu hemmen. Flammhemmende Materialien erfüllen genau diese Aufgabe und ermöglichen die sichere Evakuierung von Personen und die Schadensbegrenzung. In einigen Branchen (Automobilbau, Luft- und Raumfahrt, Elektrik/Elektronik, Hoch- und Tiefbau) ist die Verwendung von flammhemmenden Materialien eine obligatorische Sicherheitsmaßnahme. Flammhemmende Fäden bestehen in der Regel aus einem technischen Thermoplast und einem flammhemmenden Zusatzstoff, der die Verbrennungsgeschwindigkeit verlangsamt, den Rauch reduziert oder das Abtropfen begrenzt. Das Essentium TPU 90A FR-Filament basiert auf dem als flammhemmend zertifizierten Harz UL94 V0. Die Verbrennung wird innerhalb von 10 Sekunden gestoppt, und wenn es zum Abtropfen kommt, werden die abtropfenden Partikel nicht entzündet.

Das TPU 90A FR wurde so entwickelt, dass es die perfekte Balance zwischen Flexibilität und Zähigkeit bietet. Mit einem Shore A-Wert von 90 A liegt es im Bereich von 85-95 A, dem Standardwert für flexible Filamente, und ist damit ein halbstarres Filament. Jedes Filament innerhalb dieses Bereichs ist weich genug, um flexibel zu sein, aber hart genug, um sich nicht leicht zu verformen. Darüber hinaus weist das Essentium TPU 90A FR eine ausgezeichnete Zwischenlagenhaftung und eine hohe Bruchdehnung auf.

Essentium TPU 90A FR verfügt nicht nur über ein perfektes Gleichgewicht zwischen Elastizität und Zähigkeit, sondern eignet sich aufgrund seiner flammhemmenden Eigenschaften auch hervorragend für Teile, die als Flammschutzmittel fungieren und gleichzeitig flexibel und widerstandsfähig gegen ständige Beanspruchung und Abrieb sein müssen. Anwendungsbeispiele sind flexible Scharniere, Gurte, Stopfen, Dichtungen, Schutzhüllen, Übergriffe, Räder, Schwingungsdämpfer oder energieabsorbierende Gitter. Essentium empfiehlt TPU 90A FR für die Luft- und Raumfahrt, die Automobilindustrie, die Auftragsfertigung, die Verteidigungsindustrie und die Konsumgüterindustrie.