水溶性支撑材料——PVA(聚乙烯醇）

导读：PVA，即聚乙烯醇，是一种广泛用于3D打印行业的材料。它具有溶于水的性质，所以能够用于FDM打印的支撑。这为用户提供了十分大的设计自由度，并在不会影响打印质量的前提下，为创造具有复杂几何形状的零件提供可能性。南极熊整理了关于PVA的材料特性，以及它在3D打印中的作用，快来了解吧！



PVA在3D打印中的特性
在技​​术层面上，PVA是合成聚合物家族的一部分，其特殊之处在于它是可生物降解的。PVA是通过聚合醋酸乙烯酯制成的，然后通过水解获得可用于3D打印的细丝形式。它具有透明至灰白色的外观，对油和油脂具有很强的抵抗力。除了具有与PLA、CPE 或尼龙等其他热塑性塑料类似的非常好的粘合性能外，这种材料还具有很高的拉伸强度和柔韧性。为了获得良好的承力效果，PVA在使用时通常需要将打印平台预热到45 – 60oC之间，并将挤出机的温度置于180 – 200oC之间。它是无味、无毒的，可生物降解的，使其对人类、动物和环境安全。


△PVA 是一种可溶性材料，用作打印支撑（图片来源：Ultimaker）

PVA的主要优点之一是它的溶解能力很高。它只需要水即可去除，即不需要具有更复杂成分的溶剂。此外，它不需要任何额外的硬件。同时，我们也需要了解PVA的一些缺点，其中之一是对水分的高度敏感性，这会直接影响材料的性能。为了不改变其特性，必须将其保存在干燥的空气中。如果喷嘴在不挤出时还保持高温，PVA 会容易产生堵塞（高温下）。除此之外，它的价格也比较昂贵。

使用与应用
作为一种可溶性材料，PVA 是制造具有复杂几何形状的零件以及内腔、概念模型和模具的理想支撑材料。3D打印支撑可以提高零件的成型质量，还允许对零件进行定向优化以提高其机械性能。使用这种材料时要考虑的重要一点是挤出机的配置。在空闲时冷却PVA热端将防止出现渗出和堵塞现象。此外，建议将顶部支撑间隙距离设置为0，以获得更佳的表面光洁度。由于支撑会溶解，因此在制造过程中它们是否粘附在最终部件上并不重要。

南极熊获悉，专业3D打印的全球领导者Ultimaker在2021年10月14日推出了一款专业的PVA去除站：PVA Removal Station，加速原型开发过程。


△PVA Removal Station

PVA的去除通常需要长时间溶解在水中。根据支撑结构的大小、设计的复杂性和密度，比较复杂的可能需要一天以上时间才能完成。Ultimaker的PVA去除站将这一时间缩短了75%。它还减少了操作时间，不再需要手动去除PVA或检查溶解过程。ltimaker的PVA去除站易于使用、清洁和维护。去除站可盛13.5升水，溶解PVA时，水流循环方向会自动改变，速度可根据需要调整。它还带有一个篮子和隔板，用于固定打印部件并保持它们浸没。饱和度指示器可以提示是否需要更换水，容器透明方便快速查看溶解过程。


△机器小巧，可装13.5L水