Beschreibung
TPU 90A Powder 6 kg – SLS-Material für flexible Serienbauteile mit reproduzierbarer Funktion
Flexible Bauteile sind in vielen industriellen Anwendungen kein Sonderfall, sondern fester Bestandteil von Produkten und Betriebsmitteln. Schutzkappen, Dämpfungselemente, Greiferauflagen, flexible Clips oder rutschhemmende Kontaktflächen werden regelmäßig benötigt – oft in Varianten, in kleinen bis mittleren Stückzahlen und mit kurzfristigem Änderungsbedarf.
In der Praxis wird TPU häufig im Filamentdruck getestet. Einzelteile lassen sich herstellen, doch bei wiederkehrenden Bauteilen treten typische Probleme auf: sichtbare Layer als mechanische Schwachstellen, schwankende Bauteilqualität, empfindliche Supportstrukturen und eingeschränkte Geometriefreiheit. Für Serien oder belastete Funktionsteile reicht das oft nicht aus.
TPU 90A Powder 6 kg – Formlabs SLS Material adressiert genau diesen Bereich. Es ermöglicht flexible Bauteile im pulverbasierten SLS-Verfahren, supportfrei, mit reproduzierbaren Eigenschaften und mit einer Prozesskette, die auch für Kleinserien geeignet ist. Für viele Unternehmen ist es der Schritt von experimenteller Elastomerfertigung hin zu einem strukturierten, internen Produktionsprozess.
TPU 90A Powder ist ideal für die Herstellung von flexiblen Bauteilen, die in einer Vielzahl von Industrien Verwendung finden – von der Automobilbranche über die Konsumgüterindustrie bis hin zur Medizin- und Sportindustrie. In diesem Leitfaden erfahren Sie alles über die technischen Details, Anwendungsbereiche und die besten Tipps zur Nutzung dieses leistungsstarken SLS-Materials.
Einsatz für TPU 90A
- Strategischer Nutzen: Flexible Komponenten intern fertigen und Varianten kurzfristig anpassen, ohne externe Werkzeug- oder Dienstleisterabhängigkeit.
- Wirtschaftlicher Nutzen: Wiederkehrende Bauteile kalkulierbar produzieren, insbesondere bei kleinen und mittleren Stückzahlen.
- Technischer Nutzen: Elastische Funktionsteile mit definierter Shore-Härte, hoher Rückstellkraft und guter Abriebfestigkeit.
- Operativer Nutzen: Supportfreier Druck im SLS-Verfahren ermöglicht komplexe Geometrien und hohe Bauraumauslastung.
- Prozessnutzen: Reproduzierbarer Workflow von CAD bis fertigem Bauteil innerhalb eines geschlossenen Systems (z. B. Fuse 1+ 30W).
- Anwendungsnutzen: Geeignet für Bauteile, die dauerhaft elastisch arbeiten und mechanisch beansprucht werden.
Technische Kennwerte und Systemkontext
| Merkmal | TPU 90A Powder 6 kg |
|---|---|
| Technologie | SLS (Selective Laser Sintering) |
| Systemkompatibilität | Formlabs Fuse 1+ 30W |
| Materialtyp | Thermoplastisches Polyurethan (TPU) |
| Härte | Shore 90A |
| Support erforderlich | Nein |
| Typische Bauteiloberfläche | Matt, leicht körnig (SLS-typisch) |
| Produktionsumfeld | Werkstatt- oder Fertigungsumgebung mit Pulverhandling |
| Packdichte | Abhängig von Bauteilgeometrie und Bauraumauslastung |
| Materialliefermenge | 6 kg |
| Besonderheiten | Elastische Endteile, hohe Rückstellkraft, supportfreie Geometrien |
Für detaillierte mechanische Kennwerte (z. B. Zugfestigkeit, Dehnung bei Bruch) ist das offizielle technische Datenblatt maßgeblich. Bei TPU sind die Eigenschaften stark geometrie- und wandstärkenabhängig, weshalb eine rein tabellarische Betrachtung ohne Bauteilkontext nur eingeschränkt aussagekräftig ist.
Für wen ist TPU 90A Powder 6 kg geeignet?
Maschinenbau und Betriebsmittelbau
Unternehmen, die flexible Schutz- oder Dämpfungselemente regelmäßig benötigen, profitieren von einer internen SLS-Lösung mit TPU 90A. Gerade bei Sondermaschinen und kundenindividuellen Anlagen sind Varianten und Anpassungen üblich.
Orthopädietechnik
Sanitätshäuser mit eigener OT-Werkstatt nutzen das Material um z.b. Dafos, Afos und andere Hilfsmittel mit flexiblen Bereichen und Teilen zu kombinieren. Somit bekommt der Patient eine auf Ihn angepasste Orthese für eine schnell versorgung.
Robotik und Automatisierung
Greiferauflagen, Kontaktflächen und flexible Anschläge sind typische Einsatzbereiche. TPU 90A ermöglicht die schnelle Iteration solcher Bauteile und deren Einsatz in realen Prozessen.
Seriennahe Produktentwicklung
Wenn Prototypen im Feldtest real belastet werden, ist ein robustes Elastomer erforderlich. TPU 90A eignet sich für Testserien, die nicht nur visuell, sondern funktional überzeugen müssen.
Fertigungsunternehmen mit variantenreichen Produkten
Wer flexible Komponenten in mehreren Varianten und wiederkehrenden Stückzahlen benötigt, kann mit TPU 90A Powder die Abhängigkeit von externen Elastomerlieferanten reduzieren.
Typische Anwendungen in der Praxis
Schutzkappen und Stoßdämpfer
TPU 90A eignet sich für Schutzkappen, die Bauteile vor Stößen oder Schmutz schützen. Die Elastizität ermöglicht eine gute Anpassung an Geometrien und eine hohe Lebensdauer im wiederholten Einsatz.
Dämpfungselemente und Anschläge
In Maschinen und Vorrichtungen werden elastische Anschläge eingesetzt, um Bewegungen zu begrenzen oder Schwingungen zu reduzieren. TPU 90A bietet hier eine belastbare, thermoplastische Lösung.
Greiferauflagen
In automatisierten Prozessen müssen Werkstücke sicher gegriffen werden, ohne beschädigt zu werden. TPU 90A kann rutschhemmende, leicht nachgiebige Auflagen ermöglichen.
Flexible Clips und Halterungen
Elastische Rastfunktionen sind ein klassischer Anwendungsfall für TPU. Der SLS-Prozess erlaubt komplexe Geometrien ohne Support, was gerade bei flexiblen Clips ein technischer Vorteil ist.
Kabeldurchführungen und Führungselemente
Flexible Durchführungen oder Kabelschutzkomponenten lassen sich intern fertigen und an spezifische Geometrien anpassen.
Materialverhalten und mechanische Einordnung
Shore 90A im industriellen Kontext
Shore 90A bedeutet, dass das Material elastisch ist, jedoch nicht weich wie Silikon. Es lässt sich deutlich verformen, kehrt jedoch zuverlässig in die Ausgangsform zurück. Für viele industrielle Elastomeranwendungen ist 90A ein gängiger Wert.
Rückstellkraft und Dauerbelastung
TPU 90A zeichnet sich durch eine hohe Rückstellkraft aus. Bauteile, die wiederholt gebogen oder zusammengedrückt werden, behalten ihre Funktion über viele Zyklen hinweg – vorausgesetzt, die Geometrie ist entsprechend ausgelegt.
Abriebfestigkeit
In Anwendungen mit Reibkontakt, beispielsweise bei Greiferauflagen oder Führungselementen, ist die Abriebfestigkeit ein entscheidender Faktor. TPU als Materialklasse bietet hier im Vergleich zu vielen Photopolymeren Vorteile.
Vergleich zu Alternativen
| Kriterium | TPU 90A SLS | TPU-FDM | Nylon 12 SLS | Flexible SLA-Resins |
|---|---|---|---|---|
| Elastizität | Hoch | Mittel bis hoch | Gering | Mittel |
| Serienfähigkeit | Gut | Eingeschränkt | Sehr gut | Eingeschränkt |
| Support | Nein | Oft erforderlich | Nein | Erforderlich |
| Prozessstabilität | Hoch | Variabel | Hoch | Mittel |
| Langzeitverhalten | Gut | Abhängig vom Layer | Sehr gut | Begrenzt |
TPU 90A im SLS-Verfahren bietet eine Kombination aus Elastizität und Prozessstabilität, die im Filamentdruck oft nur mit hohem Aufwand erreichbar ist.
FAQ – TPU 90A Powder (6 kg)
Ist TPU 90A Powder für Endbauteile geeignet?
Ja, TPU 90A Powder ist für viele Endbauteile geeignet, wenn elastische Funktion und mechanische Belastbarkeit gefragt sind. In der Praxis wird es häufig für Schutz-, Dämpfungs- und Kontaktteile eingesetzt. Entscheidend sind die Einsatzbedingungen wie Temperatur, Medienkontakt und die konkrete Bauteilgeometrie. Vor Serienfreigabe ist eine Funktionsprüfung unter realen Bedingungen empfehlenswert.
Was bedeutet Shore 90A bei TPU 90A in der Praxis?
Shore 90A beschreibt ein elastisches, aber nicht „weiches“ Materialverhalten. TPU 90A lässt sich deutlich verformen und stellt sich zuverlässig zurück, wirkt jedoch fester als silikonartige Materialien. Für viele industrielle Anwendungen ist 90A ein typischer Härtebereich, wenn Bauteile dämpfen, schützen oder als flexible Kontaktfläche arbeiten sollen. Die gefühlte Steifigkeit hängt zusätzlich stark von Wandstärke und Geometrie ab.
Worin liegt der wichtigste Unterschied zwischen TPU 90A SLS und TPU-Filamentdruck (FDM/FFF)?
Der zentrale Unterschied liegt in Prozessstabilität und Bauteilstruktur. SLS-Teile werden ohne Support im Pulverbett aufgebaut und zeigen in der Praxis eine gleichmäßigere, reproduzierbarere Qualität. TPU-FDM ist oft stark abhängig von Druckparametern, Filamentzustand und Feuchtigkeit und kann anisotrope Schwachstellen an Layergrenzen aufweisen. Für wiederkehrende Teile und Kleinserien ist SLS häufig der robustere Ansatz.
Benötigt TPU 90A Powder Supportstrukturen?
Nein. Beim SLS-Verfahren stützt das Pulverbett das Bauteil während des Aufbaus, sodass keine separaten Supportstrukturen nötig sind. Das ist besonders vorteilhaft bei flexiblen Geometrien, weil das Entfernen von Support bei elastischen Bauteilen häufig zu Oberflächenschäden oder Funktionsproblemen führen kann. Supportfreiheit erhöht zudem die Geometriefreiheit und die Bauraumauslastung.
Wie sieht die Oberfläche von TPU 90A SLS-Teilen aus?
Typisch ist eine matte, leicht körnige SLS-Oberfläche. Das ist prozessbedingt und in vielen technischen Anwendungen funktional unkritisch oder sogar vorteilhaft, etwa für rutschhemmende Kontaktflächen. Für optisch anspruchsvolle Teile kann ein Nachbearbeitungs- oder Finish-Prozess sinnvoll sein. Die Oberflächenwirkung hängt auch von Geometrie und Entpulverqualität ab.
Welche typischen Anwendungen passen besonders gut zu TPU 90A Powder?
Typisch sind Schutzkappen, Stoßschutz, Dämpfungselemente, Greiferauflagen, flexible Clips, Kabeldurchführungen und elastische Führungselemente. TPU 90A wird vor allem dort eingesetzt, wo Bauteile im Betrieb wiederholt elastisch arbeiten und mechanisch belastet werden. Der Vorteil liegt in der Kombination aus Elastizität, Rückstellkraft und supportfreier Fertigung. Für sehr weiche, silikonartige Anwendungen ist TPU 90A dagegen häufig zu fest.
Wie belastbar ist TPU 90A Powder bei wiederholter Biegung oder Kompression?
TPU 90A ist für wiederholte elastische Verformung grundsätzlich geeignet, sofern die Geometrie korrekt ausgelegt ist. Kritisch sind lokale Kerben, sehr dünne Querschnitte und unkontrollierte Biegezonen, da sie Ermüdung beschleunigen können. In der Praxis ist eine Funktionsprüfung mit realen Lasten aussagekräftiger als reine Kennwertvergleiche. Bei Serienanwendungen sollten Referenzkörper und ein Prüfplan definiert werden.
Ist TPU 90A Powder abriebfest genug für Kontakt- und Reibstellen?
TPU als Materialklasse ist für gute Abriebfestigkeit bekannt, weshalb TPU 90A häufig für Greiferauflagen, Führungselemente oder Schutzteile eingesetzt wird. Die tatsächliche Abriebfestigkeit hängt von Oberflächenzustand, Anpressdruck, Gegenmaterial und Umgebungsbedingungen ab. Bei stark abrasiven Paarungen empfiehlt sich ein Praxistest mit der realen Reibpartnerkombination. Für rutschhemmende Kontaktflächen kann die SLS-typisch matte Oberfläche zusätzlich hilfreich sein.
Kann TPU 90A Powder für Dichtlippen oder einfache Dichtfunktionen eingesetzt werden?
Ja, TPU 90A kann für Dichtlippen oder flexible Dichtelemente geeignet sein, wenn Shore 90A zum Anwendungsfall passt. Für sehr weiche Dichtungen oder Anwendungen mit starkem Chemikalienkontakt können andere Elastomere oder Materialklassen besser geeignet sein. Wichtig sind eine saubere Oberflächen- und Geometrieauslegung sowie die Berücksichtigung von Toleranzen und Setzverhalten. Bei sicherheitskritischen Anwendungen sollte die Dichtfunktion unter realen Bedingungen validiert werden.
Wie wirkt sich die Bauteilgeometrie auf die „gefühlte“ Härte aus?
Bei TPU ist die Geometrie oft wichtiger als die reine Shore-Härte. Dünne Wandbereiche und definierte Biegezonen führen zu deutlich höherer Nachgiebigkeit, während dicke Querschnitte TPU 90A schnell sehr fest wirken lassen. Deshalb sollte die Elastizität konstruktiv gezielt definiert werden und nicht „zufällig“ entstehen. Für wiederkehrende Produkte lohnt sich eine kurze Design-of-Experiments-Phase mit Referenzgeometrien.
Wie läuft die Nachbearbeitung bei TPU 90A SLS typischerweise ab?
Nach dem Druck folgt eine Abkühlphase, anschließend werden die Teile entnommen und entpulvert. Da TPU elastisch ist, sollte das Entpulvern so erfolgen, dass filigrane Bereiche nicht dauerhaft verformt werden. Danach können Teile je nach Anwendung direkt eingesetzt oder weiter veredelt werden. Für Serienprozesse empfiehlt sich ein standardisierter Ablauf mit definierten Prüfpunkten.
Welche typischen Fehler führen bei TPU-Bauteilen zu Problemen im Einsatz?
Häufige Ursachen sind zu dünne Querschnitte in hochbelasteten Zonen, fehlende Radien an Übergängen und unklare Biegezonen. Auch eine unzureichende Entpulverung kann zu Funktionsproblemen führen, etwa bei beweglichen Bereichen oder Dichtkontakten. Zusätzlich wird TPU manchmal wie ein starres Material ausgelegt, wodurch die gewünschte Elastizität nicht erreicht wird. Eine frühe Funktionsprüfung mit realen Lastfällen reduziert diese Risiken deutlich.
Wann ist Nylon SLS die bessere Wahl als TPU 90A Powder?
Nylon ist sinnvoller, wenn steife, strukturtragende Funktionsteile benötigt werden oder wenn Maßhaltigkeit und Festigkeit im Vordergrund stehen. TPU 90A ist dagegen die richtige Richtung, wenn Elastizität, Dämpfung oder flexible Kontaktflächen gefordert sind. Häufig lassen sich Teile nicht sinnvoll „weich konstruieren“, wenn das Grundmaterial zu steif ist. Die Entscheidung sollte von der Funktionsanforderung ausgehen, nicht vom bevorzugten Material.
Ist TPU 90A Powder wirtschaftlich sinnvoll im Vergleich zu externen Dienstleistern?
Das hängt von Wiederholhäufigkeit, Variantenanzahl und Reaktionszeiten ab. Bei sporadischem Bedarf kann ein Dienstleister wirtschaftlich sein. Wenn Bauteile regelmäßig benötigt werden, Varianten häufig wechseln oder Lieferzeiten kritisch sind, wird interne Fertigung häufig attraktiver. Ein ROI ergibt sich oft aus kürzeren Iterationen, weniger Koordinationsaufwand und höherer Produktionsunabhängigkeit.
Welche Informationen braucht man für eine realistische Stückkostenabschätzung mit TPU 90A Powder?
Wesentlich sind Bauteilvolumen, gewünschte Stückzahl, Packdichte im Bauraum, Prozesszeit inklusive Abkühlung sowie Entpulver- und Qualitätsaufwand. Zusätzlich spielt die Ausschussquote eine Rolle, die stark vom Workflow abhängt. Für eine belastbare Abschätzung ist es hilfreich, ein repräsentatives Referenzbauteil zu definieren und den Prozessablauf einmal vollständig zu simulieren. Gern unterstützen wir bei der Kalkulation anhand Ihrer Geometrien.
