PVA (פוליויניל אלכוהול) הוא חומר בשימוש נרחב בתעשיית ההדפסה התלת מימדית בשל יכולתו להתמוסס במים. בפרט, הוא משמש ליצירת תומכי הדפסה בעת שימוש במכבש כפול FDM. זה נותן למשתמשים חופש עיצובי גדול יותר לעצב חלקים עם גיאומטריות מורכבות מבלי לפגוע באיכות ההדפסה. ככל שיש יותר פרטים וחלקים שלוחים בעיצוב, כך החלק יזדקק לתמיכה רבה יותר. מדריך זה יעזור לכם להבין טוב יותר את המאפיינים של חומר זה ואת תפקידו בהדפסת תלת מימד כדי להשיג את התוצאות הטובות ביותר בכל תהליך ייצור.
ייצור ומאפיינים של PVA
ברמה הטכנית, PVA שייך למשפחת הפולימרים הסינתטיים ויש לו את הייחודיות להיות מתכלה. הוא מיוצר על ידי פילמור ויניל אצטט ולאחר מכן הידרוליזה שלו לקבלת החומר בצורת נימה להדפסה תלת מימדית. יש לו מראה צלול עד לבן ועמיד מאוד בפני שמן ושומן. בנוסף לתכונות הדבקה טובות מאוד בדומה לתרמופלסטיות אחרות כגון PLA, CPE או ניילון, לחומר יש גם חוזק מתיחה וגמישות גבוהים. הוא חסר ריח, לא רעיל וכאמור לעיל, מתכלה ובטוח לבני אדם, לבעלי חיים ולסביבה.
באופן ספציפי, התארכות המתיחה שלו היא 360% וחוזק המתיחה שלו הוא 22MPa. בהתאם ללחות, PVA יכול גם להיות גמיש ואלסטי מאוד מכיוון שהמים פועלים כמו פלסטיקאי תרמופלסטיים. החומר הוא למעשה שביר, שביר ועמיד בפני מתיחה, אך ככל שהלחות של האוויר או המים עולה, הוא הופך יותר ויותר אלסטי ואז הוא מתמוסס לחלוטין במים. אחרת, המראה שלו הוא איפשהו בין שקוף לקרם. קל לעבד אותו בהדפסת תלת מימד מכיוון שבין היתר הוא לא רעיל ולמעשה חסר ריח, אם כי בהדפסה עלול להתפתח ריח קל. עם זאת, לשימוש בייצור תוסף, חשוב לשים לב לנקודת ההתכה של 230 מעלות צלזיוס ובמיוחד את טמפרטורת הדנטורציה של 200 מעלות צלזיוס. בטמפרטורה זו, PVA מתחיל להישרף, ויוצר כתמים שחורים על האובייקט המודפס.
יישום PVA בהדפסת תלת מימד
כאמור, אחד היתרונות העיקריים שלו הוא כוח ההמסה שלו. זה דורש רק מים כדי להסיר את חומר התמיכה, כלומר אין צורך בממיסים מורכבים יותר. בנוסף, זה לא דורש שום חומרה נוספת. עם זאת, ראוי גם להזכיר כמה מהחסרונות של PVA, אם כי הם חלים בדרך כלל על חומרים מסיסים אחרים. אחד מהם רגיש מאוד ללחות, המשפיעה ישירות על החומר. כדי לא לשנות את תכונותיו, יש צורך לשמור אותו באזור עם אוויר מבוקר קפדני. גם PVA צפוי להיסתם אם הזרבובית נשארת בטמפרטורות גבוהות כאשר היא אינה בשימוש. בנוסף לכך, משתמשים רבים רואים בו חוט נימה יקר. בנוסף, כדי להשיג תוצאות מצע טובות, PVA דורש חימום מוקדם של מיטת ההדפסה בין 45 ל-60 מעלות צלזיוס והעלאת טמפרטורת המכבש ל-180 עד 200 מעלות צלזיוס. בנוסף, כאמור לעיל, אחסון הוא גם חיוני. חוט PVA תמיד צריך להיות מאוחסן במקום קריר ומוגן מפני אור ואבק. טמפרטורת האחסון האופטימלית היא 15-25 מעלות צלזיוס, הרחק מאור השמש. אם החומר ספג לחות, יש לייבש אותו ב-50-80 מעלות כ-8-12 שעות לפני ההדפסה. עדיף להדפיס עם חומרים בעלי טמפרטורות התכה דומות, כמו PLA או PA.
נקודה חשובה נוספת שיש לקחת בחשבון בעת עבודה עם חומר זה היא תצורת המכבש. קירור הקצה החם של PVA כאשר אינו פעיל מונע דליפות וסתימה שהוזכרו לעיל. בנוסף, מומלץ להגדיר את מרחק מרווח התמיכה העליון לשכבה 0 לגימור משטח טוב יותר. מכיוון שהתומכים מתמוססים, אין זה משנה אם הם נצמדים לחלק הסופי במהלך תהליך הייצור. התוצאות הנעימות ביותר וחפצים חלקים מתקבלים כאשר החומר טרי ונשמר יבש. ברגע ש-PVA סופג יותר מדי לחות, הוא יופיע שושן במהלך תהליך ההדפסה ויופיע כתלתלים, קווים עדינים, חורים, בועות ותת-שחול באובייקט הסופי.
שלא כמו אחסון PVA, עיבוד לאחר הוא פשוט ביותר. פשוט הנח את האובייקט המודפס לתוך אמבט המים והמתן 1-2 שעות עד שהחומר התמיכה יתמוסס. המים צריכים להיות בטמפרטורת האמבט ואז ניתן לשפוך אותם לביוב מכיוון שכאמור לעיל, PVA מתכלה.
יישום של PVA
כחומר מסיס, PVA הוא השלמה אידיאלית לייצור חלקים בעלי גיאומטריות מורכבות כמו גם חללים, דגמי קונספט ותבניות. תומכים מודפסים בתלת מימד מספקים איכות פני שטח טובה יותר ומאפשרים לכוון חלקים כדי לייעל את התכונות המכניות שלהם. מתקנים מודפסים בתלת מימד מספקים איכות פני שטח טובה יותר ומאפשרים יישור של חלקים המיוצרים באופן תוסף כדי לייעל את התכונות המכניות שלהם.
בנוסף, PVA הוא גם חומר בשימוש נרחב בעולם האמנות ליצירת דגמים דקורטיביים על ידי הדפסת תלת מימד של כל סוגי החלקים, ללא קשר למורכבות העיצוב. עם זאת, זו אינה התעשייה היחידה הנהנית מלהט זה. אפילו התעשיות המתקדמות ביותר המשתמשות בטכנולוגיית FDM ליצירת כלים או אבות טיפוס משלבות יותר ויותר חומרים מסיסים ליצירת תמיכות.
