Filamento PVA en impresión 3D: Propiedades, usos y ventajas clave

En el sector de impresión 3D, el filamento PVA (alcohol polivinílico) es una familia de materiales críticamente importante. Su solubilidad en agua es muy valiosa porque permite imprimir soportes en máquinas de doble/múltiple extrusor y eliminarlos fácilmente después. El PVA ofrece varias características útiles que lo hacen casi perfecto como material de soporte: alta solubilidad en agua, alta adherencia en estado fundido y rango de temperatura de impresión de 180–210 °C.

El PVA fue producido por primera vez por Fritz Klatte y patentado en Alemania en 1912. La comercialización inicial ocurrió en Japón a finales de los años 30, con la empresa Kuraray produciendo fibras Vinylon y Kuralon de bajo coste. Estas venían en varios niveles de insolubilidad, cada una para una aplicación distinta. Algunas fibras PVA se fabricaban para: modificar hormigón, reforzar caucho, o permitir que la fibra de vidrio resistiera mejor choques y retracción.

La forma básica del PVA es polvo. El filamento para impresión 3D se forma fundiendo y extruyendo ese material base. Este filamento es muy uniforme en propiedades y se vende en envases que evitan exposición a humedad atmosférica, que degradaría el material y haría que los rollos se aglomeren en una masa blanda. Este artículo discutirá el filamento PVA para impresión 3D examinando su composición, propiedades y ajustes recomendados.

¿Qué es la impresión 3D con PVA?

En impresión 3D, el PVA se usa exclusivamente para construir soportes. Sirve para sostener estructuras que de otro modo serían imposibles o difíciles de imprimir. Una vez terminada la impresión, los soportes se lavan con agua. Los soportes PVA son extruidos por un segundo extrusor pero se construyen exactamente igual que el material principal de la pieza. Para más información, consulte nuestra guía sobre todo lo que necesita saber sobre impresión 3D.

Composición del filamento PVA

El filamento PVA típico disponible en Amazon es PVA puro (alcohol polivinílico) de una sola fuente o una mezcla de varios materiales PVA para lograr el equilibrio adecuado de adherencia, resistencia, solubilidad en agua y características de flujo fundido. El PVA es un polímero sintético derivado de la hidrólisis de acetato de polivinilo con fórmula nominal [CH2CH(OH)]n.

El filamento se suministra en varios diámetros, pero es PVA químicamente puro sin aditivos ni copolímeros salvo colorantes. Es normal cierta variación en peso molecular entre fabricantes —varía según el valor n en la fórmula—. Esta variación afecta temperatura de fusión y densidad, por lo que el filamento PVA de Esun puede no tener exactamente las mismas características que el de Flashforge, por ejemplo.

Propiedades del filamento PVA

Propiedades deseables del filamento PVA:

1. Blanco (salvo coloración añadida).
2. Translúcido.
3. Resistente a disolventes orgánicos y aceites.
4. Altamente soluble en agua, según grado de hidrólisis en su fabricación y peso molecular.
5. Alta resistencia a tracción comparada con muchos polímeros usados en impresión 3D.
6. Más flexible y resistente al desgaste que muchos otros polímeros.

Comparativa de propiedades del filamento PVA

Comparación con HIPS (poliestireno de alto impacto) y ABS (acrilonitrilo butadieno estireno) en Tabla 1: