TPU SMP - Filamento 4D

Convena é o maior comerciante independente de fluoropolímeros da Europa, oferecendo materiais em diferentes formatos como são pó, pellets ou filamentos. Os fluoropolímeros são polímeros de alto rendimento que têm uma resistência química particularmente boa a quase todos os ácidos, bases e solventes graças ao seu alto conteúdo em flúor. 

Os filamentos distribuídos por Convena fabricam-se utilizando matérias primas da mais alta qualidade, e todos os seus produtos se submetem a estritos controlos para poder oferecer soluções de alto rendimento.

Dentro da sua carteira de filamentos para impressão 3D FDM encontram-se os materiais mais inovadores do mercado, entre os que destaca o TPU SMP, um filamento também denominado 4D.

O filamento TPU SMP deve o seu nome à tecnologia Shape Memory Polymer. É um filamento especial com uma composição baseada em TPU que permite um pós-processado com o que modificar a forma das peças impressas em 3D.

Imagem 1: O filamento TPU SMP. Fonte: Convena.

O TPU (poliuretano termoplástico) é um material largamente utilizado em forma de filamento para impressão 3D FDM. Este polímero elastómero caracteriza-se pela sua alta resistência à abrasão, a certos elementos químicos, aos raios UV e às baixas temperaturas, pelo que é um material muito empregado em uma grande variedade de setores para a fabricação de peças que requerem uma boa absorção de impactos além das características anteriormente descritas.

No caso do filamento TPU SMP, conseguiu-se desenvolver um inovador material que se mantém rígido a temperatura ambiente e oferece propriedades especiais ao alcançar a sua temperatura de transição vítrea.

Filamento 4D

Graças à sua composição especial e à tecnologia Shape Memory Polymer, as peças impressas em 3D com o filamento TPU SMP podem ser modificadas manualmente, permitindo adquirir outra forma e manter no tempo. Para isso, é necessário que a peça impressa em 3D alcance a temperatura de transição vítrea do material. Nesse momento, as propriedades elásticas do material mudam drasticamente.

Graças a esta característica, o filamento TPU SMP considera-se o primeiro filamento de impressão 3D denominado 4D pelos experientes, fazendo alusão a uma quarta dimensão alcançada no pós-processado das peças impressas em 3D com este material.

Vídeo 1: Demonstração do processo de modificação da forma da TPU SMP. Fonte: Convena.

O processo de modificação da forma de uma peça impressa em 3D com filamento TPU SMP consiste em introduzir a peça impressa em 3D em um recipiente com água quente até conseguir que alcance a sua temperatura de transição vítrea. Nesse momento, a peça amolece-se e o utente pode modificar a sua forma com facilidade. Uma vez fria, a peça mantém a forma adquirida e permanece estável. Para mais informação sobre o pós-processado de peças impressas em 3D com filamento TPU SMP recomenda-se aceder aos apartado "Conselhos de uso" do produto.

Imagem 2: Parte impressa em 3D antes e depois do pós-processamento. Fonte: Convena.

Além de poder modificar a forma das peças impressas em 3D com o filamento TPU SMP, outra das suas características diferenciadoras é que é possível recuperar a forma original revertendo o processo levado a cabo. Para isso, a peça impressa em 3D modificada deve voltar a alcançar a temperatura de transição vítrea do material. 

Ao fazê-lo em água quente, pode-se ver como a peça volta em poucos segundos à sua forma original. Este processo elimina a tensão acrescentada ao personalizar a forma da peça dando local à recuperação da sua forma original. O filamento SMP permite uma deformação máxima de 400% com respeito à forma original da peça impressa em 3D.

Aplicações inovadoras

Este inovador filamento abre as portas a um sinfín de aplicações em diversos setores, entre os que destacam os seus possíveis usos de I+D na indústria aeroespacial ou o meio médico. Neste último, é possível fabricar peças com geometrias planas que posteriormente se podem adaptar a diferentes partes do corpo como braços ou pernas, permitindo fabricar órtesis personalizadas a partir de um modelo comum.