TPE vs TPU:Perbedaan Utama &Memilih Bahan yang Tepat untuk Pencetakan 3D

TPE (Thermoplastic Elastomer) adalah karet yang memiliki sifat termoplastik dan elastomer. TPU (Thermoplastic Polyurethane), di sisi lain, adalah salah satu bentuk TPE. TPU dan TPE adalah filamen fleksibel yang digunakan sebagai bahan pencetakan 3D untuk desain yang memerlukan kualitas regangan atau tekukan. Mereka juga memberikan kualitas “lembut saat disentuh” pada produk cetakan.

Secara umum, TPE cenderung lebih lembut dan fleksibel dibandingkan TPU. Karena TPU masih fleksibel namun lebih kaku, bahan ini juga lebih mudah untuk dicetak. Namun TPE lebih lumrah karena sudah lama beredar di pasaran. TPE juga umumnya lebih murah dibandingkan TPU. TPU berkinerja baik pada prototipe yang lebih berat, tangguh, dan tahan lama, sedangkan filamen TPE lebih ditujukan untuk model yang lebih ringan, lembut, dan fleksibel.

Pada artikel ini, kita akan melihat TPE vs. TPU dalam hal perbedaannya, penerapannya, dan sifat yang menjadikannya unik dalam industri manufaktur aditif.

Definisi TPE dan Perbandingannya dengan TPU

TPE dikenal karena ketahanan dan fleksibilitasnya. Ini tersedia dalam bentuk filamen untuk printer FDM dan sebagai bubuk untuk mesin SLS. Meskipun TPE masih tergolong baru dalam industri manufaktur aditif, TPE telah ada sebagai bahan untuk keperluan industri sejak tahun 1950an. EOS adalah perusahaan pertama yang meluncurkan TPE sebagai bahan pencetakan SLS pada tahun 2013. TPE dikenal dengan nama PrimePart ST (PEBA 2301). Pengenalan ini diikuti dengan peluncuran material TPE Teknologi CRP, yang disebut Windform® RL.

Sebagai bahan polimer, TPE memadukan karakteristik karet vulkanisir termoplastik dan termoset. Varian TPE mencakup serangkaian bahan fleksibel, seperti Thermoplastic Polyurethane (TPU), Thermoplastic Polyamide (TPA), dan Thermoplastic Copolyester (TPC). Model dan prototipe cetak TPE telah digunakan di industri seperti otomotif dan medis. TPE telah digunakan dalam pembuatan sepatu olahraga dan juga dapat ditemukan pada barang elektronik—misalnya, casing plastik di sekitar beberapa kabel headphone atau aplikasi lain yang memerlukan kualitas seperti karet.

Kelebihan TPE Dibandingkan TPU

TPE memiliki keunggulan sebagai berikut jika dibandingkan dengan TPU:

• TPE sudah ada di pasaran sejak lama sehingga lebih umum digunakan.
• TPE lebih lembut dan fleksibel dibandingkan TPU.
• TPE dapat digunakan sebagai penstabil fleksibel. Ini tidak hanya digunakan untuk mencetak seluruh model tetapi dapat digunakan untuk mencetak lapisan perantara. 
• TPE umumnya lebih murah dibandingkan TPU.
• Beberapa TPE lebih mudah didaur ulang dibandingkan TPU.

Kekurangan TPE Dibandingkan TPU

TPE memiliki kelemahan sebagai berikut dibandingkan TPU:

• TPE tidak ramah bagi pemula. Pengaturan printer harus sangat tepat untuk mencapai hasil yang diinginkan. 
• Setelah mencetak, Anda harus mengerjakan ulang hampir setiap model yang dicetak dengan TPE.
• TPE lebih sensitif terhadap suhu dibandingkan dengan elastomer lainnya, seperti TPU. 

Definisi TPU dan Perbandingannya dengan TPE

TPU dan TPE merupakan bagian dari keluarga yang sama. BF Goodrich (sekarang dikenal sebagai Lubrizol Advanced Materials) menemukan TPU pada tahun 1959; ini bukan bahan yang baru ditemukan. Namun penerapannya dalam pencetakan 3D masih tergolong baru. Karena sifatnya yang unik, TPU semakin diminati dalam industri manufaktur aditif. Produk cetakannya telah diaplikasikan ke berbagai industri. 

TPU dapat digunakan sebagai bahan pencetakan pada dua jenis printer 3D—printer Fused Deposition Modeling (FDM) dan printer Selective Laser Sintering (SLS). Pada printer FDM, material berbentuk filamen digunakan untuk mencetak model yang diinginkan. Dengan SLS, bentuk bubuk digunakan. Dalam jangka panjang, mencetak dengan printer FDM akan lebih hemat biaya. 

TPU hadir dalam berbagai warna buram dan transparan. Permukaan akhir dapat berkisar dari halus hingga kasar (untuk memberikan cengkeraman). Salah satu fitur unik TPU adalah kekerasannya dapat disesuaikan. Kemampuan mengendalikan kekerasan ini dapat menghasilkan material mulai dari lunak (karet) hingga keras (plastik kaku). 

Penerapan TPU sangat serbaguna. Industri yang menggunakan produk cetakan TPU antara lain dirgantara, otomotif, alas kaki, olah raga, dan medis. TPU juga digunakan sebagai selubung kabel di industri kelistrikan dan sebagai pelindung perangkat elektronik, seperti ponsel atau tablet. 

Tabel 1. Perbandingan TPE vs. TPU

Atribut TPE TPU

Atribut

Suhu ekstruder

TPE

210–260 °C (bervariasi)

TPU

220–250 °C (bervariasi)

Atribut

Suhu tempat tidur

TPE

Hingga 110 °C (bervariasi)

TPU

Hingga 60 °C (bervariasi)

Atribut

Tahan benturan

TPE

Ya

TPU

Ya

Atribut

Tahan air

TPE

Ya

TPU

Ya

Atribut

Tahan UV

TPE

Ya

TPU

Ya

Atribut

Ketahanan kimia

TPE

Kedokteran

TPU

Med-Tinggi

Atribut

Ketahanan abrasi

TPE

Sedang-Rendah

TPU

Tinggi

Atribut

Tahan panas

TPE

Tinggi

TPU

Tinggi

Atribut

Kekuatan

TPE

Rendah

TPU

Med-Tinggi

Atribut

Fleksibilitas

TPE

Tinggi

TPU

Med-Tinggi

Atribut

Kecepatan pencetakan yang disarankan

TPE

5–50+ mm/dtk (bervariasi)

TPU

5–50+ mm/dtk (bervariasi)

Atribut

Biaya (per kg)

TPE

$40+

TPU

$45+

Meskipun TPE dan TPU berbeda, keduanya juga memiliki beberapa kualitas yang tumpang tindih. TPE dan TPU keduanya tahan air, tahan UV, dan memiliki ketahanan panas dan benturan yang baik. 

TPE vs. TPU:Perbandingan Aplikasi

TPE sangat ideal untuk aplikasi yang memerlukan model fleksibel. Biasanya produk ini lebih ringan dan lembut seperti pegangan perlengkapan olahraga (misalnya gagang tongkat hoki), mainan, corong di industri medis, segel kedap air, penutup kantung udara, dan bumper.   

TPU, di sisi lain, menawarkan kombinasi ketahanan gores dan abrasi. Bahan ini digunakan dalam pembuatan komponen konsol, panel instrumen, sepatu atletik, serta seal &gasket. 

TPE vs. TPU:Perbandingan Akurasi Bagian

Karena TPE lebih rentan terhadap penyusutan dibandingkan TPU, maka lebih sulit untuk mencetak model yang akurat secara dimensi dengan TPE. TPU lebih kaku dan lebih mudah untuk dicetak dan umumnya memberikan hasil cetakan yang lebih akurat. 

TPE vs. TPU:Perbandingan Kecepatan

Pengaturan kecepatan untuk kedua bahan cetak bergantung pada sifat yang diinginkan, misalnya fleksibilitas produk akhir. Pengaturan pencetakan yang sesuai akan bergantung pada jenis TPE dan TPU yang digunakan, pabrikan dan model printer, serta ketebalan lapisan yang disetel. Kecepatan pencetakan TPE dan TPU yang diperlukan berada pada kisaran yang sama, 5–50 mm/s. Dalam kasus yang jarang terjadi, TPE dan TPU dapat mencetak dengan kecepatan lebih tinggi. Namun, untuk hasil yang akurat, disarankan menggunakan kecepatan pencetakan di bawah 35 mm/s.

TPE vs. TPU:Perbandingan Permukaan

TPU cenderung memiliki permukaan akhir yang lebih halus dibandingkan TPE yang biasanya memiliki lapisan seperti karet. 

TPE vs. TPU:Perbandingan Tahan Panas

Filamen TPE dan TPU menawarkan ketahanan panas yang baik. 

TPE vs. TPU:Perbandingan Kemampuan Terurai Secara Hayati

TPU dan TPE terurai dalam waktu 3–5 tahun sehingga dianggap sebagai bahan pencetakan 3D yang ramah lingkungan.

TPE vs. TPU:Perbandingan Toksisitas

Meskipun TPU pada dasarnya tidak beracun, ia mengeluarkan asap berbahaya saat terkena api atau bahan kimia lainnya. Saat dibakar, TPU mengeluarkan bau khas yang dapat menyebabkan sakit kepala, sedangkan TPE tidak beracun dan memiliki aroma samar saat dibakar. 

TPE vs. TPU:Perbandingan Biaya

Biaya relatif TPE vs. TPU per kg bervariasi antar merek. Merek filamen TPE yang populer, seperti eSun TPE, Matterhackers, dan 3dXFlex TPE berkisar dari $40/kg hingga ~$140/kg. Beberapa merek filamen TPU yang populer antara lain adalah Kodak Flex TPU (~$65/kg), Ultimaker TPU (~$90/kg), MatterHackers TPU (~$45–$55/kg), Polymaker PolyFlex (~$50–90/kg), dan NinjaTek (~$110–$180/kg). 

Apa Alternatif Bersama untuk TPE dan TPU?

Bahan berikut dianggap sebagai alternatif bersama untuk TPE dan TPU:

• TPC (Kopoliester Termoplastik): TPC, sama seperti TPE dan TPU, adalah filamen mirip karet yang digunakan dalam industri pencetakan 3D. Produk ini juga memiliki ketahanan suhu tinggi, ketahanan kimia yang baik, kekuatan tinggi, dan ketahanan UV yang sangat baik.

Persamaan Antara TPE dan TPU

TPE dan TPU memiliki kesamaan berikut:

• TPU dan TPE keduanya merupakan elastomer termoplastik yang menawarkan kualitas regangan dan tekukan pada cetakan.
• Baik TPE maupun TPU menawarkan kemampuan warna dan kejernihan yang luar biasa.
• TPE dan TPU memiliki kecepatan pencetakan yang serupa.

Ringkasan

Artikel ini membandingkan TPE dan TPU, keduanya merupakan bahan pencetakan 3D yang umum digunakan. Untuk mempelajari lebih lanjut tentang plastik mana yang lebih baik dan bagaimana Xometry dapat membantu pemilihan material, hubungi perwakilan Xometry.

Xometry menyediakan berbagai kemampuan manufaktur termasuk pencetakan 3D dan layanan bernilai tambah untuk semua kebutuhan pembuatan prototipe dan produksi Anda. Kunjungi situs web kami untuk mempelajari lebih lanjut atau meminta penawaran gratis tanpa kewajiban.

Pemberitahuan Merek Dagang dan Hak Cipta

1. Windform® RL adalah merek dagang terdaftar dari CRP Technology, Moderna, Italia.

Penafian

Konten yang muncul di halaman web ini hanya untuk tujuan informasi. Xometry tidak membuat pernyataan atau jaminan apa pun, baik tersurat maupun tersirat, mengenai keakuratan, kelengkapan, atau validitas informasi. Parameter kinerja apa pun, toleransi geometrik, fitur desain spesifik, kualitas dan jenis bahan, atau proses tidak boleh dianggap mewakili apa yang akan dikirimkan oleh pemasok atau produsen pihak ketiga melalui jaringan Xometry. Pembeli yang mencari penawaran suku cadang bertanggung jawab untuk menentukan persyaratan khusus untuk suku cadang tersebut. Silakan lihat syarat dan ketentuan kami untuk informasi lebih lanjut.

Dekan McClements

Dean McClements adalah lulusan B.Eng Honors di bidang Teknik Mesin dengan pengalaman lebih dari dua dekade di industri manufaktur. Perjalanan profesionalnya mencakup peran penting di perusahaan terkemuka seperti Caterpillar, Autodesk, Collins Aerospace, dan Hyster-Yale, tempat ia mengembangkan pemahaman mendalam tentang proses teknik dan inovasi.

Baca lebih banyak artikel oleh Dean McClements