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

En el sector de la impresión 3D, el filamento 3D de PVA (alcohol polivinílico) es una familia de materiales de importancia crítica. Su solubilidad en agua es muy valiosa porque permite imprimir andamios de soporte en máquinas de doble o múltiple extrusora y luego retirarlos con facilidad. El PVA ofrece varias características útiles que lo hacen casi perfecto como material de soporte. Estos incluyen:alta solubilidad en agua, alta pegajosidad en estado fundido y un 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 se produjo en Japón a finales de la década de 1930, con la empresa Kuraray produciendo fibras Vinylon y Kuralon de bajo costo. Estos tenían varios niveles de insolubilidad y cada uno se adaptaba a una aplicación diferente. Algunas de las fibras de PVA se fabricaron para modificar el hormigón, reforzar el caucho o permitir que la fibra de vidrio resista mejor los golpes y la contracción. 

La forma básica del PVA es el polvo. El filamento de impresión 3D se forma fundiendo y extruyendo ese material básico. Este filamento tiene propiedades muy uniformes y se vende en envases que evitan la exposición a la humedad atmosférica. Tal exposición degradaría el material y haría que los rollos de filamento se congelaran en una masa blanda. Este artículo analizará más a fondo el filamento de impresión 3D PVA y examinará su composición, propiedades y configuraciones recomendadas para la impresora 3D.

¿Qué es la impresión 3D con PVA?

En el ámbito de la impresión 3D, el PVA se utiliza únicamente para construir andamios de soporte. Sirve para soportar estructuras que de otro modo serían imposibles o desgarbadas de imprimir. Una vez finalizada la impresión, los soportes se pueden lavar. Los soportes de PVA se extruyen mediante una segunda extrusora, pero por lo demás se construyen exactamente de la misma manera que el material principal de la pieza. Para obtener más información, consulta nuestra guía sobre todo lo que necesitas saber sobre la impresión 3D.

¿Cuál es la composición del filamento de PVA?

El filamento de impresión 3D de PVA típico disponible en Amazon es PVA (alcohol polivinílico) puro de una sola fuente o una mezcla de varios materiales de PVA. Estos materiales de PVA están destinados a lograr el equilibrio adecuado de adhesión, resistencia, solubilidad en agua y características de flujo de fusión. El PVA es un polímero sintético derivado de la hidrólisis del acetato de polivinilo con la fórmula nominal [CH2CH(OH)]n.  

El filamento para impresión 3D se suministra en varios diámetros, pero es PVA químicamente puro sin aditivos ni copolímeros distintos de los colorantes. Es normal cierta variación en el peso molecular entre fabricantes; varía según el valor n en la fórmula química. Esta variación en el peso molecular afecta la temperatura y la densidad de la masa fundida, por lo que es posible que el filamento de PVA de Esun no tenga exactamente las mismas características que el filamento PVA Flashforge, por ejemplo.

¿Cuáles son las propiedades del filamento de PVA?

Algunas de las propiedades deseables del filamento de PVA son:

1. Apariencia blanca (a menos que se coloree mediante adición).
2. Translúcido.
3. Resistente a disolventes y aceites orgánicos.
4. Altamente soluble en agua, dependiendo del grado de hidrólisis en su fabricación y de su peso molecular.
5. Alta calificación de resistencia a la tracción, en comparación con muchos polímeros utilizados en la impresión 3D.
6. Más flexible y resistente al desgaste que muchos otros polímeros.

Comparación de las propiedades del filamento de PVA

En la Tabla 1 a continuación se muestra una comparación de las propiedades del filamento de PVA con HIPS (poliestireno de alto impacto) y ABS (acrilonitrilo butadieno estireno):