TPU oder HIPS? Flexibler Schutz oder leichtes Prototyping?

Bei der Materialauswahl im FDM-Druck wird nicht nur bestimmt, wie ein Teil aussieht, sondern auch, wie es sich im Einsatz verhält. TPU eignet sich für flexible, stoßdämpfende Teile, während HIPS eher für starre, leichte und für Prototypen geeignete Teile geeignet ist. Daher hängt die Wahl weniger davon ab, welches Filament allgemein besser ist, sondern davon, welche Funktion Ihr Teil erfüllen soll.

Wofür werden TPU und HIPS verwendet?

TPU wird dank seines elastomeren Charakters für Teile verwendet, die sich biegen und bei Druck verformen können. Für Schutzhüllen, vibrationsdämpfende Füße, Stoßfänger, Dichtungen und ähnliche flexible Komponenten sowie für Vorrichtungen, die Stöße abmildern sollen, ist es eine sinnvolle Option. Da die Shore-Härte je nach Produkt und Hersteller variieren kann, sind unter derselben Bezeichnung unterschiedliche Flexibilitätsstufen erhältlich.

HIPS kann aufgrund seiner Härte und vergleichsweise geringen Dichte für leichte Prototypen, Gehäuse, Modellteile und Konstruktionen zur Maßkontrolle in Betracht gezogen werden. Obwohl es in manchen FDM-Konfigurationen auch als Stützmaterial verwendet wird, behandeln wir HIPS hier als Material für das Hauptteil. Ob das Teil ein belastbares Endprodukt sein soll, sowie die Druckbedingungen und die Erwartungen an die Oberfläche, müssen zusätzlich geprüft werden.

Flexibilität, Steifigkeit und Verhalten bei Stößen

Wenn Flexibilität erforderlich ist, ist TPU eindeutig die sinnvollere Wahl. Wenn ein Teil zusammengedrückt wird, Vibrationen aufnehmen oder bei kleineren Stößen Energie absorbieren und dadurch die umliegenden Komponenten schützen soll, ist die starre Struktur von HIPS möglicherweise nicht geeignet. HIPS vermittelt dagegen bei einer maßhaltigen Box, einem Deckel oder einem leichten Prototypen ein stabileres Gefühl als TPU. Die Flexibilität von TPU kann bei bestimmten Steckverbindungen von Vorteil sein; bei hohen Ansprüchen an präzise Maße und ebene Oberflächen müssen die Konstruktionstoleranzen jedoch sorgfältiger berücksichtigt werden.

Welches Material eignet sich für Außenbereiche und wärmebelastete Teile?

Keines dieser beiden Materialien sollte automatisch als für den Außenbereich sicher angesehen werden. Das Verhalten von TPU unter Witterungseinflüssen hängt von der Formulierung, der UV-Belastung und davon ab, ob das Teil dauerhaft unter Spannung steht. HIPS ist für Sonne, Temperaturschwankungen und eine langfristige Verwendung im Freien in der Regel ebenfalls nicht die erste Wahl. Für einen flexiblen Schutz, der im Freien eingesetzt wird, kann TPU in Betracht gezogen werden; für die tatsächliche Anwendung sind jedoch die technischen Daten des Herstellers und ein Test mit einem Muster entscheidend.

Bei Wärme müssen das Erweichungsverhalten des Materials, die Geometrie des Teils und die Belastung gemeinsam betrachtet werden. TPU kann seine Flexibilität bei unterschiedlichen Temperaturen auf verschiedene Weise zeigen; auch HIPS kann bei steigenden Temperaturen seine Steifigkeit nicht bewahren. Für Teile in der Nähe eines Motors, Komponenten im Fahrzeuginnenraum, die der Sonne ausgesetzt sind, oder Teile in der Nähe heißer Flüssigkeiten sollten Sie die Entscheidung nicht allein anhand des Filamentnamens treffen.

Druckfreundlichkeit und Kostenüberlegungen

Da HIPS ein starres Filament ist, kann es für viele Anwender im Vergleich zu TPU einen besser vorhersehbaren Einstieg in den Druck bieten. Bei TPU können eine niedrige Druckgeschwindigkeit, ein kontrollierter Filamentweg und ein geeigneter Extruderaufbau erforderlich sein. Bei einem langen und flexiblen Teil können Themen wie Stringing, Verstopfungen während der Zuführung oder die Brückenleistung zusätzliche Einstellungen erfordern. Die Kompatibilität Ihres Druckers mit flexiblen Filamenten und die Materialauswahl des Produktionsdienstleisters sollten von Anfang an geprüft werden.

Vergleichen Sie bei den Kosten nicht nur den Preis pro Kilogramm oder Gramm, sondern berücksichtigen Sie auch gemeinsam das Risiko eines Fehldrucks, den Bedarf an Stützmaterial, die Dauer der Nachbearbeitung und die Lebensdauer des Teils. Ein kleiner TPU-Puffer kann bei richtiger Funktion wertvoller sein als ein günstigeres starres Teil; bei einem einfachen Prototypen kann es dagegen sinnvoller sein, mit HIPS schnell und leicht zu testen.

Für welches Teil sollten Sie welches Material wählen?

• Wählen Sie TPU: für flexible Hüllen, Stoßfänger, vibrationsdämpfende Füße, zusammengedrückte Schutzelemente oder Teile, bei denen eine kontrollierte Verformung erforderlich ist.
• Wählen Sie HIPS: für leichte und starre Prototypen, Gehäuse, Modelle, Maßprüfungen oder Teile, bei denen eine harte Oberfläche erforderlich ist.
• Prüfen Sie ein anderes Material: wenn eine hohe Beständigkeit im Außenbereich, hohe Temperaturbeständigkeit oder eine langfristige schwere mechanische Belastung die grundlegende Anforderung ist.

Anstatt das Teil selbst herzustellen, können Sie Maße, Geometrie und Verwendungszweck mitteilen und einen 3D-Druckservice in Anspruch nehmen. Wenn Sie die Produktionsentscheidung konkretisieren, hilft Ihnen die Betrachtung des Prinzips eines Preises pro Gramm und der alternativen Materialien dabei, Ihr Prototypenbudget realistischer zu planen. Wenn Ihre Datei fertig ist, können Sie das Berechnungstool nutzen, um einen sofortigen Preis zu erhalten. Sehen Sie sich auch unsere Druckmaterialien an, um die verfügbaren Produktionsoptionen für TPU und HIPS zu sehen.