水溶性支撐材料——PVA(聚乙烯醇）

導讀：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，所以能夠用于FDM打印的支撐。這為用戶提供了十分大的設計自由度，并在不會影響打印質量的前提下，為創(chuàng)造具有復雜幾何形狀的零件提供可能性。南極熊整理了關于PVA的材料特性，以及它在3D打印中的作用，快來了解吧！



PVA在3D打印中的特性
在技​​術層面上，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是通過聚合醋酸乙烯酯制成的，然后通過水解獲得可用于3D打印的細絲形式。它具有透明至灰白色的外觀，對油和油脂具有很強的抵抗力。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度和柔韌性。為了獲得良好的承力效果，PVA在使用時通常需要將打印平臺預熱到45 – 60oC之間，并將擠出機的溫度置于180 – 200oC之間。它是無味、無毒的，可生物降解的，使其對人類、動物和環(huán)境安全。


△PVA 是一種可溶性材料，用作打印支撐（圖片來源：Ultimaker）

PVA的主要優(yōu)點之一是它的溶解能力很高。它只需要水即可去除，即不需要具有更復雜成分的溶劑。此外，它不需要任何額外的硬件。同時，我們也需要了解PVA的一些缺點，其中之一是對水分的高度敏感性，這會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還保持高溫，PVA 會容易產生堵塞（高溫下）。除此之外，它的價格也比較昂貴。

使用與應用
作為一種可溶性材料，PVA 是制造具有復雜幾何形狀的零件以及內腔、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量，還允許對零件進行定向優(yōu)化以提高其機械性能。使用這種材料時要考慮的重要一點是擠出機的配置。在空閑時冷卻PVA熱端將防止出現滲出和堵塞現象。此外，建議將頂部支撐間隙距離設置為0，以獲得更佳的表面光潔度。由于支撐會溶解，因此在制造過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打印的全球領導者Ultimaker在2021年10月14日推出了一款專業(yè)的PVA去除站：PVA Removal Station，加速原型開發(fā)過程。


△PVA Removal Station

PVA的去除通常需要長時間溶解在水中。根據支撐結構的大小、設計的復雜性和密度，比較復雜的可能需要一天以上時間才能完成。Ultimaker的PVA去除站將這一時間縮短了75%。它還減少了操作時間，不再需要手動去除PVA或檢查溶解過程。ltimaker的PVA去除站易于使用、清潔和維護。去除站可盛13.5升水，溶解PVA時，水流循環(huán)方向會自動改變，速度可根據需要調整。它還帶有一個籃子和隔板，用于固定打印部件并保持它們浸沒。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程。


△機器小巧，可裝13.5L水