水溶性支撐材料——PVA(聚乙烯醇）

導(dǎo)讀：PVA,，即聚乙烯醇,，是一種廣泛用于3D打印行業(yè)的材料,。它具有溶于水的性質(zhì)，所以能夠用于FDM打印的支撐,。這為用戶提供了十分大的設(shè)計(jì)自由度,，并在不會(huì)影響打印質(zhì)量的前提下，為創(chuàng)造具有復(fù)雜幾何形狀的零件提供可能性,。南極熊整理了關(guān)于PVA的材料特性,，以及它在3D打印中的作用，快來(lái)了解吧,！



PVA在3D打印中的特性
在技​​術(shù)層面上,，PVA是合成聚合物家族的一部分，其特殊之處在于它是可生物降解的,。PVA是通過(guò)聚合醋酸乙烯酯制成的,，然后通過(guò)水解獲得可用于3D打印的細(xì)絲形式。它具有透明至灰白色的外觀,，對(duì)油和油脂具有很強(qiáng)的抵抗力,。除了具有與PLA、CPE 或尼龍等其他熱塑性塑料類似的非常好的粘合性能外,，這種材料還具有很高的拉伸強(qiáng)度和柔韌性,。為了獲得良好的承力效果，PVA在使用時(shí)通常需要將打印平臺(tái)預(yù)熱到45 – 60oC之間,，并將擠出機(jī)的溫度置于180 – 200oC之間,。它是無(wú)味、無(wú)毒的,，可生物降解的，使其對(duì)人類,、動(dòng)物和環(huán)境安全,。


△PVA 是一種可溶性材料，用作打印支撐（圖片來(lái)源：Ultimaker）

PVA的主要優(yōu)點(diǎn)之一是它的溶解能力很高,。它只需要水即可去除,，即不需要具有更復(fù)雜成分的溶劑。此外,，它不需要任何額外的硬件,。同時(shí)，我們也需要了解PVA的一些缺點(diǎn),，其中之一是對(duì)水分的高度敏感性,，這會(huì)直接影響材料的性能。為了不改變其特性,，必須將其保存在干燥的空氣中,。如果噴嘴在不擠出時(shí)還保持高溫,，PVA 會(huì)容易產(chǎn)生堵塞（高溫下）。除此之外,，它的價(jià)格也比較昂貴,。

使用與應(yīng)用
作為一種可溶性材料，PVA 是制造具有復(fù)雜幾何形狀的零件以及內(nèi)腔,、概念模型和模具的理想支撐材料,。3D打印支撐可以提高零件的成型質(zhì)量，還允許對(duì)零件進(jìn)行定向優(yōu)化以提高其機(jī)械性能,。使用這種材料時(shí)要考慮的重要一點(diǎn)是擠出機(jī)的配置,。在空閑時(shí)冷卻PVA熱端將防止出現(xiàn)滲出和堵塞現(xiàn)象。此外,，建議將頂部支撐間隙距離設(shè)置為0,，以獲得更佳的表面光潔度。由于支撐會(huì)溶解,，因此在制造過(guò)程中它們是否粘附在最終部件上并不重要,。

南極熊獲悉，專業(yè)3D打印的全球領(lǐng)導(dǎo)者Ultimaker在2021年10月14日推出了一款專業(yè)的PVA去除站：PVA Removal Station,，加速原型開(kāi)發(fā)過(guò)程,。


△PVA Removal Station

PVA的去除通常需要長(zhǎng)時(shí)間溶解在水中。根據(jù)支撐結(jié)構(gòu)的大小,、設(shè)計(jì)的復(fù)雜性和密度,，比較復(fù)雜的可能需要一天以上時(shí)間才能完成。Ultimaker的PVA去除站將這一時(shí)間縮短了75%,。它還減少了操作時(shí)間,，不再需要手動(dòng)去除PVA或檢查溶解過(guò)程。ltimaker的PVA去除站易于使用,、清潔和維護(hù),。去除站可盛13.5升水，溶解PVA時(shí),，水流循環(huán)方向會(huì)自動(dòng)改變,，速度可根據(jù)需要調(diào)整。它還帶有一個(gè)籃子和隔板,，用于固定打印部件并保持它們浸沒(méi),。飽和度指示器可以提示是否需要更換水，容器透明方便快速查看溶解過(guò)程,。


△機(jī)器小巧,，可裝13.5L水