TPU 3D打印怎樣選？Shore硬度、柔軟度與打印前檢查

2024年5月17日

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已更新：10月8日

想打印一個可彎曲的保護套，或按下去會回彈的模型，TPU 是值得了解的柔性材料。選擇時先決定零件要怎樣變形，再看線材的 Shore 硬度、打印機相容性和材料資料表。成品摸起來有多軟，也會受到壁厚、填充和形狀影響。

TPU 的英文全名是 Thermoplastic Polyurethane，即熱塑性聚氨酯。它屬於熱塑性彈性體（TPE）的一類；用於 FDM／FFF 的 TPU 線材，可讓桌面打印機製作帶彈性的零件。實際選材要落到品牌和牌號，因為同樣寫着「TPU」的兩卷線材，送料與打印要求可能不同。

Shore A、Shore D 怎樣看？

Shore 硬度量度材料抵抗壓針壓入的程度。Shore A 常用於較軟的橡膠及彈性材料；Shore D 常用於較硬的材料。同一尺度內，數字越高通常表示越硬。

A 和 D 使用不同的測量條件，閱讀數字時必須連同字母一起看。例如 90A 和 90D 表示不同硬度，不能把 55A、95A、64D 和 77D 排成一條等距刻度。跨尺度比較時，查閱材料的測試方法及製造商資料；Smooth-On 的硬度尺度說明可幫助理解兩種尺度的範圍與重疊。

95A 是材料的硬度標示，拿在手上的感覺還要看零件結構。薄壁更容易彎曲，厚壁和較多填充會增加支撐。同一卷 TPU 做成薄片和實心厚塊，手感可以相差很大。

例如 Prusament TPU 95A 的材料說明提到薄層的柔軟可彎曲特性，以及厚層的強韌表現。第一次試料，先打印薄片和接近成品壁厚的小樣，會比只看硬度數字更容易判斷。

先寫下零件會怎樣使用：需要彎曲、壓縮，還是保持形狀？要放在甚麼溫度和接觸環境？再把問題對應到資料表。

這些小樣用來調整日常模型與原型。涉及醫療、食物接觸、電氣絕緣或安全防護的零件，選材與驗證要依該用途的認證、材料文件及產品測試要求進行。

查打印機支援的柔性線材，以及你準備使用的線材牌號。特別留意擠出機、導管及自動送料裝置的相容性。柔性線材受推擠時可能彎折，較長或阻力較大的路徑會增加送料難度。

Prusa 的柔性材料指南列出齒輪附近纏料、拉絲和支撐難移除等常見問題。裝料時先依自己機型的指示操作，觀察線材能否順暢前進。

查清楚建議乾燥溫度、時間及保存方法。不同 TPU 的吸濕表現有差異：Prusament TPU 95A 的說明指出通常毋須預先乾燥，但儲存不當而出現吸濕問題時，需要按其指示處理。

打印時若出現爆聲、氣泡或異常表面，先檢查線材狀態，再測試乾燥後的結果。把牌號和處理方法記錄下來，方便下次重複。

優先使用製造商為該牌號和打印機提供的設定檔，核對噴嘴、溫度、流量和速度。回抽也應從相符設定開始，逐步測試；大幅增加回抽可能令柔性線材更難穩定送料。

打印板的處理同樣要核對。部分 TPU 與特定板面黏附很強，製造商可能要求隔離層。拆件時按打印板及線材指示操作，保護板面。

選一個能反映成品特徵的小樣，例如薄壁、接合位或需要彎曲的部分。保留原本設定檔，記錄每次改動、表面結果及拆裝手感。一次只改一項，才容易分辨甚麼調整有效。

小樣太硬時，先測試較薄的壁或較少填充；太容易塌下時，試着增加局部壁厚或支撐結構。比較時保持材料和其他條件一致，逐步找出適合的形狀。

也要看彎曲方向和打印方向：實際使用會拉扯哪個位置？接合處會否反覆受力？在模型中減少需要支撐的懸空部分，可以減少拆支撐時傷及表面的機會。試裝後再微調間隙，避免為了「塞得入」而過度拉扯薄壁。

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