{"id":37553,"date":"2023-06-12T11:00:24","date_gmt":"2023-06-12T09:00:24","guid":{"rendered":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/?p=37553"},"modified":"2025-03-03T12:19:50","modified_gmt":"2025-03-03T11:19:50","slug":"loesliche-filament-pva-im-3d-druck-250520221","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/loesliche-filament-pva-im-3d-druck-250520221\/","title":{"rendered":"Alles was Sie \u00fcber das l\u00f6sliche Filament PVA im 3D-Druck wissen m\u00fcssen"},"content":{"rendered":"

Polyvinylalkohol (PVA) ist aufgrund seiner Wasserl\u00f6slichkeit ein viel eingesetztes Material f\u00fcr das Drucken von St\u00fctzstrukturen. Es bietet Anwendern eine gr\u00f6\u00dfere Designfreiheit f\u00fcr Teile mit komplexen Geometrien, ohne die Druckqualit\u00e4t zu beeintr\u00e4chtigen. Je mehr Details und verschn\u00f6rkelte Teile der Entwurf hat, desto mehr St\u00fctzen werden f\u00fcr die Herstellung des Objekts ben\u00f6tigt. Dieser Leitfaden vermittelt Ihnen ein besseres Verst\u00e4ndnis der Eigenschaften von PVA sowie seiner Rolle in der additiven Fertigung<\/a>, damit Sie bei jedem Herstellungsverfahren die besten Ergebnisse erzielen.<\/p>\n

Eigenschaften von PVA im 3D-Druck<\/h3>\n

PVA ist ein thermoplastischer Kunststoff und geh\u00f6rt technisch gesehen zur Familie der synthetischen Polymere, ist allerdings biologisch abbaubar. PVA als wei\u00dfliches, bis gelbliches und geruchloses Pulver entsteht durch die alkalische Verseifung (Hydrolyse) von Polyvinylacetat (PVAC). Bei der Hydrolyse geschieht eine Spaltung einer chemischen Verbindung durch die Reaktion mit Wasser. PVA ist \u00a0schichtbildend, haftend, umweltfreundlich und wasserl\u00f6slich. Man kennt es im Alltag vor allem als das Plastik rund um Sp\u00fclmaschinentabs, das sich im Wasser zusammen mit dem Pulver aufl\u00f6st. Es verf\u00fcgt \u00fcber eine Zugdehnung von 360% und eine Zugfestigkeit von 22MPa. Abh\u00e4ngig von der Luftfeuchtigkeit kann PVA auch sehr flexibel und elastisch werden, denn Wasser ist wie ein Weichmacher f\u00fcr PVA. Das eigentlich spr\u00f6de, br\u00fcchige und zugfeste PVA wird durch Feuchtigkeit aus der Luft oder durch das Zugeben von Wasser immer elastischer und l\u00f6st sich in Wasser g\u00e4nzlich auf. Ansonsten hat es ein transparentes bis cremefarbenes Aussehen und ist sehr widerstandsf\u00e4hig gegen \u00d6le und Fette. Im 3D-Druck ist es leicht zu verarbeiten, da es unter anderem nicht toxisch und eigentlich geruchlos ist, allerdings kann beim Druck ein leichter Geruch entstehen. Wichtig f\u00fcr den Einsatz in der additiven Fertigung ist allerdings, den Schmelzpunkt von 230\u00b0C zu beachten und vor allem die Degenerationstemperatur von 200\u00b0C. Bei dieser Temperatur beginnt PVA n\u00e4mlich zu verkohlen, was dann zu schwarzen Flecken am gedruckten Objekt f\u00fchren kann.<\/p>\n

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PVA ist ein l\u00f6sliches Material, das als Druckmedium verwendet wird (Bild: Ultimaker<\/em>).<\/p><\/div>\n

3D-Druck mit PVA<\/h3>\n

Einer der Hauptvorteile von PVA ist, wie bereits angef\u00fchrt, seine F\u00e4higkeit, sich aufzul\u00f6sen. Es ist hervorzuheben, dass zur Entfernung dieses Tr\u00e4germaterials nur Wasser ben\u00f6tigt wird, d. h. es werden keine L\u00f6sungsmittel mit komplexeren Bestandteilen ben\u00f6tigt. In der Folge wird PVA als Filament<\/a> besonders gerne f\u00fcr den Druck von Supportmaterial eingesetzt und man erzielt damit gute Ergebnisse bei komplizierten Formen, bei denen man die St\u00fctzstrukturen nicht manuell erreichen kann (Innenr\u00e4ume, Hohlr\u00e4ume etc). F\u00fcr ein zufriedenstellendes Resultat gilt es allerdings, einige Parameter zu beachten. Zun\u00e4chst sollte PVA-Filament immer k\u00fchl, lichtgesch\u00fctzt und staubgesch\u00fctzt gelagert werden. Die optimale Lagertemperatur liegt bei 15-25\u00b0C, fern von Sonnenlicht. Sollte das Material bereits Feuchtigkeit aufgenommen haben, ist es n\u00f6tig, es f\u00fcr ca. 8-12 Stunden bei 50-80\u00b0C zu trocknen bevor damit gedruckt wird<\/a>.<\/p>

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Die ideale Drucktemperatur liegt zwischen 180 und 225\u00b0C, wobei der untere Bereich zu bevorzugen ist, da die Drucktemperatur sehr nahe an der oben genannte Degenerationstemperatur liegt. F\u00fcr gute Ergebnisse kombiniert man PVA am besten mit Materialien, die einen \u00e4hnlichen Schmelzpunkt aufweisen, zum Beispiel PLA<\/a> oder auch PA<\/a>. Besonders geeignet ist die Kombination von PLA und PVA in FDM-Doppelextrusionsmaschinen<\/a>, da man f\u00fcr beide Filamente die gleichen Druckeinstellungen programmieren kann. Das Heizbett sollte beim Drucken eine Temperatur von 60 bis maximal 90\u00b0C haben, tendenziell sollte die Temperatur aber wieder im unteren Bereich angesiedelt sein. Ein wichtiger Punkt, der bei der Arbeit mit PVA zu beachten ist, ist die Konfiguration des Extruders. Das Abk\u00fchlen des PVA-Hottends im Leerlauf verhindert N\u00e4ssen und Verstopfen. Au\u00dferdem wird empfohlen, den Abstand der oberen Auflage auf 0 Schichten einzustellen, um eine optimalere Oberfl\u00e4che zu erzielen. Da sich die St\u00fctzen aufl\u00f6sen, spielt es keine Rolle, ob sie w\u00e4hrend des Herstellungsprozesses am fertigen Teil haften. Die erfreulichsten Resultate und glatte Objekte erzielt man, wenn das Material frisch ist und konsequent trocken gelagert wurde. Sobald das PVA zu viel Feuchtigkeit aufgenommen hat, zeigt sich das beim Druck bereits durch Zischger\u00e4usche und am Endobjekt durch Krummen, Fadenziehung, L\u00f6cher, Bl\u00e4schen und Unterextrusion.<\/p>\n

Im Gegensatz zur Lagerung von PVA ist die Nachbearbeitung ausgesprochen einfach. Man gibt das gedruckte Objekt einfach ins Wasserbad und wartet 1-2 Stunden, bis sich das St\u00fctzmaterial aufgel\u00f6st hat. Das Wasser sollte Badetemperatur haben und kann anschlie\u00dfend in den Abfluss gekippt werde, da PVA wie erw\u00e4hnt biologisch abbaubar ist.<\/p>\n

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In der Nachbearbeitung l\u00f6sen sich die PVA-Strukturen einfach im Wasser auf (Bild: MatterHackers<\/em>).<\/p><\/div>\n

Anwendungsbereiche des Materials<\/h3>\n

PVA erm\u00f6glicht den 3D-Druck aller Arten von Teilen, unabh\u00e4ngig von der Komplexit\u00e4t des Designs, und ist ein in der Kunstwelt weit verbreitetes Material zur Herstellung dekorativer Modelle. Allerdings ist es auch in anderen Sektoren sehr beliebt. Als l\u00f6sliches Material eignet sich PVA ideal als Additiv f\u00fcr die Herstellung jeglicher Objekte mit komplexen Geometrien sowie von inneren Hohlr\u00e4umen, Konzeptmodellen und Formen. 3D-gedruckte Halterungen bieten eine bessere Oberfl\u00e4chenqualit\u00e4t und erm\u00f6glichen au\u00dferdem die Ausrichtung des additiv hergestellten Teils, um seine mechanischen Eigenschaften zu optimieren. Daher setzen auch fortschrittlichere Industrien, die mit der FDM-Technologie<\/a> zur Herstellung von Werkzeugen oder Prototypen arbeiten, auf l\u00f6sliche Materialien zur Herstellung von Tr\u00e4gern.<\/p>\n

Hersteller und Preis<\/h3>\n

Auf dem Markt ist PVA-Filament in den Standardst\u00e4rken von 1,75 und 2,85 mm erh\u00e4ltlich. Beim Kauf ist darauf zu achten, welche St\u00e4rke dem jeweiligen Durchmesser des Hotends am eigenen Durcker entspricht. In der Regel erh\u00e4lt man Filament-Spulen von 500 Gramm Material zu einem Preis zwischen 20\u20ac und 70\u20ac. Die Preise variieren allerdings je nach Hersteller. Zu den Unternehmen, die PVA-Filamente anbieten, geh\u00f6ren Ultimaker, eSun, Formfutura, XYZprinting, BCN3D, PrimaCreator, MatterHackers, Polymaker, Makerbot und viele weitere.<\/p>\n

Da PVA mit Abstand teurer als PLA ist, kann man sich eines einfachen Drucktipps bedienen. Viele Slicer, wie zB. Slic3r Pursa Edition bieten die Einstellungs-M\u00f6glichkeit, dass der Teil direkt unter dem Druckobjekt (\u201einterface layer\u201c) zwar in PVA gedruckt wird, der Rest der St\u00fctzstruktur allerdings mit dem g\u00fcnstigeren PLA. Auf diese Weise kann PVA und somit wiederum Kosten gespart werden.<\/p>\n