Что печатать из TPU: гибкие детали и нашивка на футболку утюгом
TPU берут ради чехлов, прокладок и ремешков — всего, что должно гнуться и не лопаться. Есть применение, о котором по-русски почти не написано: плоская деталь из TPU переносится на ткань бытовым утюгом и остаётся на футболке нашивкой. Гибкость тут не добавка, а условие: жёсткий пластик на трикотаже трескается по сгибу и отходит, TPU тянется вместе с полотном.
TPU размягчается около 100–116 °C, а плавится только к 200–250 °C. Хлопковый режим утюга — верхняя отметка шкалы: поверхность становится липкой и затекает в волокна, но деталь не растекается. Печатать медленно, гладить через пергамент, дать полностью остыть. Сколько нашивка выдерживает стирок, не измерил никто, включая нас.
Одна температурная лестница объясняет всё
Ниже примерно −30 °C TPU стеклуется и дубеет: у марки Elastollan 1185A эта точка на −38 °C. Поэтому деталь остаётся мягкой и в комнате, и на морозе.
Следующая ступень — размягчение по Вика: у Ultimaker TPU 95A это 115,7 ± 0,9 °C, у Elastollan 1185A 100 °C. Резкой точки плавления нет вовсе, материал течёт в диапазоне 200–250 °C; для Ultimaker 95A паспорт называет 216,8 °C. Печатают TPU при 220–240 °C по UltiMaker и при 210–230 °C по паспорту Polymaker PolyFlex TPU95: паспорта расходятся на 10 °C по каждой границе, а сам рабочий диапазон шириной 20 °C.
Между порогами лежит окно, где полимер уже липкий, но ещё держит форму. Промышленность работает в нём: у термоклеевых TPU-плёнок для одежды, смотря по классу, склейка идёт при 70–160 °C, выдержка 10–30 секунд, давление порядка 0,2 МПа. Утюг попадает туда же, только грубее. Отдельный клей не нужен: термоплёнка — тот же полиуретан, только с клеевым слоем.
Печать TPU: медленно, коротким путём, сухим прутком
TPU сжимается, а не толкается: пруток пружинит, копит давление и выстреливает — отставание называют гистерезисом. В боуденовой трубке эффект сильнее, путь длиннее.
Отсюда скорости. Для 95A называют 20–30 мм/с, на директ-драйве реально 20–40, паспорт Polymaker разрешает 30–50. На боудене ниже: 15–20 мм/с по стенкам и 10–15 на первом слое. Дальше расчёт, а не замер: против привычных для PLA 50–60 мм/с это втрое-вчетверо дольше, двухчасовая печать растягивается на шесть-восемь часов. Симптом превышения — канавка, которую шестерня прогрызает в прутке: не брак катушки, а скорость.
Ретракт разводится по приводу: на директе хватает 0,5–2 мм, на боудене нужно 4–8 мм (у Polymaker — 6 мм при 60 мм/с), а часть источников советует его отключить. По твёрдости граница проходит там же: 95A идёт даже на коротком боудене, 85A на боудене уже не едет, мягче — только директ.
Сушить обязательно. Продавцы филамента называют 1–2 % воды за сутки при 50 % влажности, паспорта материала — 0,2–0,5 %. Сырой пруток даёт треск и пар на сопле, микропузыри и слабое сцепление слоёв, а тонкий рисунок рвётся при снятии. Режимы расходятся: 45–50 °C на 4–6 часов, выше 55 °C нельзя — витки спекутся; вики Polymaker называет 70 °C на 8 часов, TDS той же катушки — 65 °C на 8 часов.
У TPU проблема не с прилипанием, а с отлипанием: на текстурированном PEI при столе 40–50 °C он присасывается намертво, а клей-карандаш работает как разделитель. Polymaker разрешает греть стол на 25–60 °C. Проще всего печатать прямо на пергаменте.
Перенос: что происходит под утюгом
Наш опыт короткий и положительный: плоскую деталь со сложным рисунком и множеством тонких линий перенесли прямо на футболку, и она легла по ткани, а не встала колом. Порядок ниже тот самый, чужие добавления вынесены следом.
- Напечатать плоскую деталь
Толщина 0,6–2 мм, сниженная скорость, аккуратный ретракт. Несимметричный рисунок и текст зеркалить — деталь ложится на ткань лицом вниз.
- Снять очень нежно
Тонкие перемычки рвутся именно здесь: деталь отделяют от стола постепенно, с края.
- Разложить на ткани
Футболка расправлена без складок, деталь укладывают на место и дальше не двигают.
- Накрыть и прижать
Сверху бумага для запекания, утюг на высокой температуре, пар выключен, около 20 секунд с нажимом. Прямой контакт с подошвой недопустим: TPU прилипнет.
- Дать полностью остыть
Не торопясь. Пока деталь тёплая, щупать край незачем.
Ещё несколько приёмов — из чужой практики, не из нашей. Прикипевшую деталь поддевают с края и заливают в щель спирт, грея стол тёплым феном, не до размягчения. Второй лист пергамента кладут внутрь вещи, чтобы уберечь спинку, а остывать деталь оставляют под грузом.
Прижим важен не меньше температуры: в исследованиях печати по натянутой ткани прочность сильнее всего зависит от зазора между соплом и тканью — чем он меньше, тем глубже полимер затекает в переплетение нитей. Утюг делает то же самое, зацепление механическое.
Наши 20 секунд — наша цифра, не отраслевая; в промышленное окно 10–30 секунд она попадает случайно. Автор на 3dtoday грел порциями по 5–10 секунд, гайд 3dbite называет 30 секунд, а первая попытка того же автора провалилась после пяти минут утюгом на детали 0,3 мм; вторая, одним слоем 0,2 мм, тоже отвалилась. Дольше не значит лучше.
Толщина 0,6–2 мм — тоже наш диапазон из практики. Гайды заканчиваются раньше: 3dbite рекомендует 0,4–0,8 мм, русский автор печатал 0,4–0,5 мм. Что происходит между 0,8 и 2 мм, не проверял никто — начинайте с нижней половины.
Ткань: почему синтетика отпадает
Владелец гладил на высокой температуре; у бытовых утюгов это верхний, хлопковый конец шкалы. Шкала размечена точками, а не градусами: градусы у каждой точки называют таблицы по уходу.
| Режим | Ткани |
|---|---|
| Одна точка | Синтетика: полиэстер, нейлон, акрил, шёлк |
| Две точки | Шерсть |
| Три точки | Хлопок, лён |
У запрета на синтетику две причины. Очевидная: на хлопковом режиме полиэстер лоснится и оплавляется, а акрил портится раньше остальных — его гладят на самом низком делении. Менее заметная: снизить температуру тоже не выход. У промышленной плёнки есть клеевой слой, и она в разы тоньше; напечатанная деталь массивнее и прогревается дольше, а на нижней половине шкалы перенос у нас не проверялся.
Так
Хлопок или смесовая ткань, рыхлое полотно, вещь заранее постирана. Проба на старой футболке того же типа.
Не так
Полиэстер, нейлон, акрил и всё блестящее. Утюг с паром. Первая попытка сразу на новой вещи.
Состав волокна не единственный фактор: поверхность и переплетение влияют на сцепление сильнее, двойные держат лучше одинарных. По бирке результат не предсказать.
Смесовая ткань — узкое место, источники расходятся почти вдвое: часть таблиц по уходу опускает полиэстер до одной точки, около 110 °C, практика термопереноса для смеси 50/50 называет 149–154 °C, а мейкеры с удачным переносом гладят на хлопке. Своего замера у нас нет: пробуйте на изнаночном шве и поднимайте температуру, а не время.
- Катушка просушена, рисунок зеркалён
- Деталь снята целой
- Ткань хлопковая или смесовая, вещь постирана
- Два листа пергамента: сверху и внутрь вещи
- Пар выключен, проба на старой футболке
Стирка: числа, которых нет
Сколько стирок держит перенос утюгом, не измерил никто, и мы тоже. Единственная опубликованная проверка — один цикл при 30 °C в обзоре 3dprint.land: TPU на хлопке гнулся вместе с тканью и остался на месте, а у крупного рисунка задрался угол — автор винит недогрев.
Лабораторные данные есть, но для соседнего процесса — печати прямо по натянутой ткани, и даже там работы спорят. Liu и Jiang (2023) на полиэфирной ткани фиксируют отрыв 48,7 ± 5,8 Н до стирки; после тридцати циклов TPU теряет больше половины, а жёсткий PLA — около пятой части. Störmer, Görmer и Ehrmann (2021) на хлопке при стирке 40 °C заключают обратное: сцепление не снижается, а у большинства образцов после первой стирки выросло.
Система координат всё же нужна. Продавцы обещают для DTF 50 стирок и больше, для HTV — от 25–30 до 50+, смотря чей сайт читать; это их цифры, и ставить наш способ в этот ряд не на чем. Толщина плёнки 0,08–0,1 мм, а напечатанной детали 0,6–2 мм — рельеф, который чувствуется пальцем: другой продукт, а не замена типографии.
Прочность набирается не мгновенно: продавцы термоплёнки просят не стирать вещь 24–48 часов после прижима. Для напечатанной детали срока никто не мерил, мы тоже, — сутки берём по аналогии, с запасом. Дальше — деликатный режим и наизнанку; сушильная машина опаснее стирки: размягчение TPU начинается около 100 °C.
Что рисовать
Под перенос годятся связные силуэты: имя, номер класса, эмблема команды, узор. Тонкие линии под давлением слегка расплываются — у нас сложный рисунок перенёсся хорошо, но мелочь лучше заранее утолщать. Надпись собирают в Name Craft — вот ползунки, которые решают дело.
- Размер шрифта 10–100 мм, глубина выдавливания 1–20 мм
- Межбуквенный интервал −20…20: буквы сдвигают до касания, чтобы деталь вышла одним куском
- Фаска буквы 0,1–2 мм, полые буквы со стенкой 0,5–3 мм
- Плашка-основание: толщина 1–10 мм, поле 0–20 мм, скругление 0–15 мм
- Глубина начинается с 1 мм, поэтому 0,6 мм задают отдельным масштабом по оси Z в слайсере
Узор проще взять готовый: в Leather Craft собрана библиотека фактур и орнаментов для клише и валиков, и оттиск оттуда годится как рисунок нашивки. Бирки собирают в Tag Craft, заготовку с выступающим рисунком — в Keychain Craft, режим рельефа.
Собрать надпись под перенос
Введите текст, выберите шрифт и толщину — модель строится в браузере, экспорт STL и 3MF.
Открыть Name CraftЧего мы не обещаем
- Генераторы не печатают на заказ и не продают изделия или материалы, они отдают файл
- Долговечность тонких линий не проверял никто
- Твёрдость по Шору мы не сравнивали: все найденные практики сделаны на 95A