Alles was Sie über das lösliche Filament PVA im 3D-Druck wissen müssen

PVA, auch als Polyvinylalkohol bekannt, ist ein Material, das aufgrund seiner Fähigkeit, sich in Wasser aufzulösen, in der 3D-Druckindustrie weit verbreitet ist. Es wird insbesondere für die Herstellung von Druckmedien mit FDM-Doppelextrusionsmaschinen verwendet. Dies bietet Anwendern eine größere Designfreiheit für Teile mit komplexen Geometrien, ohne die Druckqualität zu beeinträchtigen. Je mehr Details und auskragende Teile der Entwurf hat, desto mehr Stützen werden für die Herstellung des Teils benötigt. Dieser Leitfaden vermittelt Ihnen ein besseres Verständnis der Eigenschaften dieses Materials sowie seiner Rolle beim 3D-Druck, damit Sie bei jedem Herstellungsverfahren die besten Ergebnisse erzielen.

Eigenschaften von PVA im 3D-Druck

Technisch gesehen gehört PVA zur Familie der synthetischen Polymere, mit der Besonderheit, dass es biologisch abbaubar ist. Es wird durch Polymerisation von Vinylacetat hergestellt, das anschließend hydrolysiert wird, um das Material in Form von 3D-Druckfilament zu erhalten. Es hat ein transparentes bis cremefarbenes Aussehen und ist sehr widerstandsfähig gegen Öle und Fette. Neben sehr guten Klebeeigenschaften zu anderen Thermoplasten wie PLA, CPE oder Nylon verfügt dieses Material über eine hohe Zugfestigkeit und Flexibilität. Um ein gutes Druckergebnis zu erzielen, muss PVA die Druckplatte auf 45 bis 60 °C vorgewärmt und der Extruder auf eine Temperatur von 180 bis 200 °C gebracht werden. Außerdem ist es geruchlos, ungiftig und, wie bereits erwähnt, biologisch abbaubar und somit sicher für Mensch, Tier und Umwelt.

PVA ist ein lösliches Material, das als Druckmedium verwendet wird (Bild: Ultimaker)

Einer seiner Hauptvorteile ist, wie bereits angeführt, seine Fähigkeit, sich aufzulösen. Es ist bemerkenswert, dass zur Entfernung des Trägermaterials nur Wasser benötigt wird, d. h. es werden keine Lösungsmittel mit komplexeren Bestandteilen benötigt. Außerdem ist keine zusätzliche Hardware erforderlich. Es sollten auch einige Nachteile von PVA erwähnt werden, die ebenfalls für andere lösliche Materialien gelten. Eine davon ist die hohe Empfindlichkeit gegenüber Feuchtigkeit, die das Material direkt beeinträchtigen kann. Damit sich seine Eigenschaften nicht verändern, muss es in Bereichen aufbewahrt werden, in denen die Luft streng kontrolliert wird. PVA neigt auch eher zur Verstopfung, wenn die Düse heiß bleibt, wenn nicht extrudiert wird. Hinzu kommt, dass viele Anwender dieses Filament als teuer empfinden, da die gedruckten Teile letztendlich nicht verwendet, sondern aufgelöst werden.

Einsatz und Anwendungsbereiche

Als lösliches Material eignet sich PVA ideal als Additiv für die Herstellung von Teilen mit komplexen Geometrien sowie von inneren Hohlräumen, Konzeptmodellen und Formen. 3D-gedruckte Halterungen bieten eine bessere Oberflächenqualität und ermöglichen außerdem die Ausrichtung des additiv hergestellten Teils, um seine mechanischen Eigenschaften zu optimieren. Ein wichtiger Punkt, der bei der Arbeit mit diesem Material zu beachten ist, ist die Konfiguration des Extruders. Das Abkühlen des PVA-Hottends im Leerlauf verhindert das oben erwähnte Nässen und Verstopfen. Außerdem wird empfohlen, den Abstand der oberen Auflage auf 0 Schichten einzustellen, um eine optimalere Oberfläche zu erzielen. Da sich die Stützen auflösen, spielt es keine Rolle, ob sie während des Herstellungsprozesses am fertigen Teil haften.

PVA ermöglicht den 3D-Druck aller Arten von Teilen, unabhängig von der Komplexität des Designs, und ist ein in der Kunstwelt weit verbreitetes Material zur Herstellung dekorativer Modelle. Es ist jedoch nicht der einzige Sektor, der sich diesen Faden zunutze macht. Auch die fortschrittlicheren Industrien, die mit der FDM-Technologie zur Herstellung von Werkzeugen oder Prototypen arbeiten, setzen die löslichen Materialien zunehmend zur Herstellung von Trägern ein. Zu den Unternehmen, die PVA-Filamente anbieten, gehören Ultimaker, eSun, MatterHackers, Polymaker und viele andere. Wenn Sie mehr über andere 3D-Druck-Filamente erfahren möchten, lesen Sie unseren Leitfaden HIER.