TPU und TPE: gummiartig gedruckt

Ein Teil, das nachgibt statt zu brechen — dafür stehen im FDM-Druck zwei Werkstoffe zur Verfügung. Beide dehnen sich um mehrere Hundert Prozent und kehren danach in die Ausgangsform zurück. Wie weich das Ergebnis ausfällt, legt eine einzige Kennzahl fest: die Shore-Härte. Und je weicher, desto anspruchsvoller der Druck.

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CategorieMaterialien

Gummiartige Teile entstehen im FDM-Druck aus zwei Werkstoffen: TPU, thermoplastisches Polyurethan, und TPE, thermoplastisches Elastomer. Beide liegen bei Shore 85A–98A und dehnen sich bis zum Bruch um 300–580 %. TPU läuft ruhiger durch die Maschine, weil es etwas strammer und abriebfester ist; TPE fühlt sich weicher an, verlangt beim Fördern aber mehr Sorgfalt.

Der Grund für diese Werkstoffgruppe ist immer derselbe: ein Bauteil soll federn oder Stöße wegnehmen. Steifigkeit liefert sie ausdrücklich nicht. Wie stramm es am Ende wirkt, sagt die Shore-Zahl — bei 95A liegt ein Teil noch recht fest in der Hand, bei 85A gibt es unter dem Daumen sichtbar nach. Öl, Fett und Abrieb machen dem Material nichts aus. Sämtliche Zahlen auf dieser Seite sind Erfahrungswerte aus Datenblättern und keine Zusage für ein konkretes Bauteil.

Kennwerte im Überblick

Niedrige Härte und enorme Dehnung, das ist die Kombination. Sie taugt für Bauteile, die federn, dichten, greifen oder Schwingungen schlucken sollen, und nicht für solche, die eine Form halten müssen.

  • Härte: Shore rund 85A–98A; nach unten weicher, nach oben strammer und ruhiger im Druck

  • Zugfestigkeit: rund 25–45 MPa, je nach Typ und Härte sehr unterschiedlich

  • Bruchdehnung: 300–580 %, also weit dehnbar, bevor etwas reißt

  • Dichte: rund 1,20–1,22 g/cm³

  • Abrieb und Chemie: robust; Verschleiß, Öl und Fett schaden nicht

  • Druckbarkeit: verlangt Tempo herunter und Rückzug klein; TPU verzeiht mehr als TPE

Datenblattwerte im FDM-Druck

Erfahrungswerte für TPU und TPE. Je nach Typ und Shore-Zahl weichen sie deutlich ab; eine Zusage für ein konkretes Bauteil sind sie nicht.

Düse
220–250 °C
Druckbett
30–60 °C
Vorschub
15–30 mm/sbewusst gebremst
Shore-Härte
85A–98Akleinere Zahl heißt weicher
Zugfestigkeit
rund 25–45 MPaje nach Typ
Bruchdehnung
300–580 %außergewöhnlich viel
Dichte
rund 1,20 g/cm³
Verschleiß
robustunempfindlich gegen Öl und Fett

Stärken und Schwächen in Zahlen

Erfahrungsprofil von TPU und TPE bei den Eigenschaften, die an einem federnden Bauteil zählen. Typ und Härte verschieben das Bild.

Dehnung und Rückfederungaußergewöhnlich
Verschleißfestigkeitrobust
StoßdämpfungSpitzenwert
Steifigkeitbewusst niedrig
Verarbeitbarkeitheikel
Wärmebeständigkeitmäßig

Gegen zwei steife Standards gestellt

Erfahrungswerte neben zwei steifen Standardmaterialien, damit der Zweck klar wird. Eine höhere Zahl heißt: in dieser Zeile besser.

MerkmalFlexibelPLAPETG
Nachgeben und Rückfedern
Stöße schlucken
Verschleißfestigkeit
Formstabilität
Einfach zu drucken
Scharfes Detail

Was dafür spricht

  • Gibt nach und kommt in die Form zurück
  • Schluckt Stöße und Schwingungen
  • Dehnung bis 300–580 % vor dem Bruch
  • Unempfindlich gegen Verschleiß, Öl und Fett
  • Härte über die Shore-Zahl wählbar
  • Greift gut und dichtet zuverlässig

Wo die Grenzen liegen

  • Langsamer Vorschub, heikle Förderung
  • Formstabile Bauteile gehen damit nicht
  • Scharfes Detail bleibt begrenzt
  • TPE fördert unruhiger als TPU
  • Neigt zu Fäden, Rückzug muss klein bleiben
  • Wärme verträgt es nur mäßig

Einsatzfälle

Sobald ein Bauteil federn, dichten, greifen oder dämpfen soll, ist das die richtige Materialgruppe: Stoßkanten, Puffer, Griffschalen, Dichtungen, Schwingungsdämpfer, Schutzkappen, Antirutschauflagen, biegsame Scharniere. Die Shore-Zahl regelt dabei das Gefühl. Ein Handgriff am Werkstattwagen darf strammer ausfallen als der Puffer unter einem Kompressor.

Umgekehrt gilt: alles, was eine Form halten oder Last abtragen muss, gehört in ein steifes Material — PLA, PETG oder ABS. Schreib bei der Anfrage dazu, wie stark sich das Teil verformen darf und wo es sitzt, dann kommt von uns ein Vorschlag zur Härte.

Wofür flexibles Filament taugt

Gute Wahl für

  • Puffer, Dämpfer, Stoßkanten
  • Griffschalen und Antirutschauflagen
  • Dichtungen und Faltenbälge
  • Kappen und Schutzhüllen
  • alles, was federn soll

Schlechte Wahl für

  • formstabile Bauteile, dafür PLA
  • hoch belastete Konstruktionsteile
  • feinstes Detail, dafür Resin
  • Einsatz bei höheren Temperaturen
Shore-Härte in einem Satz

Eine Zahl auf einer Skala, die angibt, wie stark ein Elastomer einem Eindruck widersteht. Bei TPU und TPE steht meist ein A dahinter: 95A bleibt recht fest und passt zu Maschinenfüßen oder Kappen, 90A gibt deutlich nach und taugt für Puffer, ab 85A abwärts wird es richtig elastisch. Weicher heißt gleichzeitig heikler in der Verarbeitung.

Was beim Drucken zählt

Tempo heraus, Rückzug klein — darauf läuft es hinaus. Bei 15–30 mm/s fördert die Maschine das weiche Filament noch gleichmäßig; zieht sie zu stark zurück, staucht der Strang und es entstehen Fäden. Die Temperatureinstellungen liegen bei 220–250 °C an der Düse, das Bett bleibt mit 30–60 °C vergleichsweise kühl. Wandstärke und Fülldichte entscheiden zusammen darüber, wie stramm sich das fertige Teil anfasst. Am anspruchsvollsten sind die Typen mit den kleinsten Shore-Zahlen.

Diese Werte richten wir an der gewählten Härte und am Bauteil aus. Beschreib den Einsatz und das gewünschte Nachgeben, dann legen wir Typ und Vorgehen fest.

Startwerte für die Maschine

Ein üblicher Ausgangspunkt bei TPU und TPE. Je nach Typ und Shore-Zahl verschiebt sich das deutlich; die Feinabstimmung machen wir am Bauteil.

Düse220–250 °C
Druckbett30–60 °C
Vorschub15–30 mm/s
Kühlung50–100 %
Lagendicke0,12–0,24 mm
Rückzugklein halten
Der Schlüssel liegt bei zwei Dingen: gebremster Vorschub und ein kleiner Rückzug.

Konstruktion verschiebt das Ergebnis

Das Material allein bestimmt nicht, wie weich ein Teil wirkt. Dünne Wände und wenig Füllung machen aus derselben Shore-Zahl ein deutlich nachgiebigeres Bauteil, dicke Wände und viel Füllung ein strammes. Auch die Schichtrichtung spielt mit: quer zur Zugrichtung gedruckt gibt ein federndes Teil früher nach. Bei Maßen und Toleranzen bleibt diese Gruppe hinter PLA oder PETG zurück, schon weil sich ein Teil unter dem Messschieber verformt; unsere Angaben dazu sind Erfahrungswerte.

Ein Nebeneffekt kommt Dichtungen und Faltenbälgen zugute: die Lagen haften untereinander so gut, dass die Wand dicht wird. Was ein Teil kostet, zeigt das Drucktool nach dem Hochladen an. Die Lieferzeit liegt in der Regel bei 7–10 Arbeitstagen, abhängig von Größe, Stückzahl und Nachbearbeitung, und wird bei der Bestellung bestätigt. Versand geht nach Deutschland, Österreich, in die Niederlande und nach Belgien.

Fragen, die häufig kommen

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Die steifen Gegenstücke, wenn ein Bauteil doch seine Form halten soll.

Soll es nachgeben?

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  • TPU oder TPE, je nach Einsatz
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