Полівініловий спирт або «PVA-пластик» – унікальний витратний матеріал, істотно розширює можливості 3D-друку при використанні принтерів з подвійним екструдером.
PVA розчиняється у воді, що робить його абсолютно непридатним для створення довговічних виробів, але дозволяє використовувати в якості опорного матеріалу при друку моделі складної геометричної форми.
Приклад використання тимчасових опор. Удалення таких елементів вручну
потребує значного часу і може покращити якість готової моделі
Одним із обмежених 3D-друків є неможливість «друкувати по повітрю», що ускладнює створення навісних елементів. Такі технології, як вибіркове лазерне сканування (SLS), вирішують цю проблему за рахунок використання порошкових матеріалів, розподілених по всій площі робочої камери – нерозведений матеріал одного шару служить підтримкою для елементів наступного шару.
У разі же з FDM-друком сам матеріал носить вибірково. Відповідно, навісні елементи не можуть мати достатньої опори – все залежить від угла відхилення та дозволу друку, але навіть при оптимальному дозволі друк горизонтальних елементів великої довжини (так званих «мостів») можливий тільки внаслідок збитків або взагалі неможливий. У таких випадках створюються штучні тимчасові конструкції, звані «опорами» або «піддержками», призначені для видалення після завершення друку.
Гільбертов куб, надрукований ABS-пластиком (сірий) і PVA (білий)
На жаль, механічне видалення таких конструкцій залишається на готовій моделі, що призводить до необхідності подальшої механічної обробки. У худшем випадку опори взагалі можуть виявитися поза досягаємістю механічних інструментів. Останнє можливо при створенні моделей зі складною відкритою внутрішньою структурою.
В якості наглядного прикладу можна використовувати Гільбертов куб. Побудова такої моделі зі стандартними опорами обернется кошмаром при спробі їх видалення. До речі, у власників FDM-принтерів з подвійною друкованою головкою є більш розумна опція: друк композитної моделі з побудованою опорою з водорозчинного пластику, то є PVA.
У цьому випадку PVA служить в ролі наповнювача пустот, що підтримує шар робочого ABS-пластику. Готову модель необхідно вивести в звичайну воду до повного розчинення PVA-пластику.
Композитна модель з АБС-пластика і ПВА витримується у воді
Час витримки може зайняти достатньо тривалий час, що досягає кількох годин. Період залежить від розміру моделі та температури води, але може бути скорочений за рахунок періодичного або постійного помішування розчину.
PVA-пластик поставляється у вигляді стандартних катушек з ниттю діаметром 1,75мм або 3мм. Рекомендована температура екструзії 160-175°С. Перевищення заданої температури може привести до піролізу.
PVA виробляється з різного сиру, включаючи етиленовий газ (виділяється при дозріванні деяких фруктів і овочів), етиловий спирт (тот самий, питьевой) і нафтопродукти, але в будь-якому випадку в готовому вигляді нетоксичен і не представляє небезпеки для здоров'я.
Будучи водорозчинним, матеріал гігроскопічний (легко впитує влагу), що слід враховувати при друку. Рекомендується просушка матеріалу перед друком у вираженні деформації або виділення пара.
Готова модель Гільбертова куба без наповнювача з ПВА-пластику
Просушку можна створити навіть у звичайній духовці: приблизно шість годин при температурі 80 °С цілком достатньо для залежавшейся катушки. В цілому ж, рекомендується зберігати PVA у вакуумній упаковці.
Вартість PVA досить велика і може досягати $90 за 1 кг. У той же час, при правильному підході до побудови опори витрата матеріалу буде відносно невеликим.
У запропонованому нами прикладі виконано повне наповнення з високим витратою пластику.
Побудова сетчатих опор дозволило б істотно зекономити на дорогому матеріалі.
Так як матеріал не призначений для виготовлення конечных виробів, кольорові версії, як правило, недоступні. Матеріал поставляється в натуральному білому кольорі.
Klipper – це прошивка для 3D-принтера. Він поєднує потужність комп'ютера загального призначення з одним або декількома мікроконтролерами.
Щоб отримати додаткові відомості про те, чому потрібно використовувати Klipper, див. документ функцій . https://www.klipper3d.org/