TIPOLOGIE DI FILAMENTI IN PVA PER STAMPARE I SUPPORTI CON MACCHINE FDM DOPPIO E SINGOLO UGELLO
Il PVA (PoliVinilAlcol) è un filamento stampa 3d FDM completamente solubile in acqua per stampanti 3D a doppio estrusore, caratteristica che lo rende ideale come materiale di stampa di supporti interni ed esterni per oggetti in di forme e geometrie particolarmente complesse.
Con il PVA è possibile ottenere stampe complesse in maniera assolutamente pulita senza la necessità di rimuovere meccanicamente i supporti dall'oggetto finito: basta immergere l'oggetto in acqua (anche fredda, ma temperature più elevate rendono il processo più rapido) e i supporti si dissolveranno senza lasciare residui sul manufatto.
La sua completa solubilità in acqua rende adesso possibile anche la realizzazione di supporti interni all'oggetto, è inoltre trasparente ed inodore, RoHS certified e REACH compliant.Per contro non è di facile utilizzo, specie su macchine non molto performanti e la sua difficoltà di adesione sia al materiale dell'oggetto primario che al piano di stampa ne fanno una tipologia di filamento non semplice da stampare, inoltre è molto igroscopico e la sua struttura è molto attaccabile dall'umidità nell'aria compromettendone di molto le performance, ma ne parleremo più avanti.
CONSIGLI GENERALI SULLA STAMPA DEL PVA
Il PVA PoliVinilAlcol è suscettibile all'umidità, per cui è necessario porre molta cura nella conservazione della bobina, in ambienti non umidi, a temperatura controllata, in presenza di silica gel.
Questo filamento si stampa analogamente ai comuni PLA e ABS, non necessita di piano riscaldato ma se necessario per la stampa dell'oggetto impostarlo secondo le indicazioni del materiale utilizzato.
Il PVA si abbina molto bene con tutti i tipi di NYLON e PLA. L'abbinamento invece con il ABS e gli ELASTOMERI generalmente non è garantito.
Per ottenere stampe perfette è opportuno utilizzare il PVA in ambienti ad una temperatura inferiore ai 28 °C e con un'umidità relativa inferiore al 55%
Recentemente è stato realizzato un tipo di PVA speciale chiamato PVA ATLAS. Trattasi di una tipologia di filamento che abbiamo potuto testare molto attentamente e che si riesce a stampare anche su macchine “tipo PRUSA” in modo più facile ad a risoluzioni fino a 0,1 mm
La stampa con PVA in generale non è facilissima e richiede una buona dose di esperienza di stampa 3D, in quanto non esiste un formato generico adatto a tutte le dimensioni per la stampa a doppia estrusione con materiali PVA. Le impostazioni ottimali del PVA possono persino variare tra gli stessi modelli di stampanti 3D.
Una delle sfide più comuni è stabilire un buon legame tra il materiale di supporto PVA e il materiale da costruzione primario.
Verificare la distanza di estrusione tra l'oggetto stampato e il supporto PVA.
L'impostazione predefinita nella maggior parte dei software slicer è spesso impostata su una distanza di 0,1 mm o 0,2 mm, che funziona bene per il supporto a distanza, ma non per il supporto PVA.
Per i materiali di supporto PVA, la distanza di estrusione deve essere impostata su 0.0mm poiché entrambi i materiali devono realmente entrare in contatto l'uno con l'altro.
La temperatura di stampa (ugello) è estremamente importante e si consiglia di misurare la temperatura effettiva dell'ugello e di confrontare questa temperatura con la temperatura impostata nelle impostazioni di stampa.
Se la temperatura effettiva dell'ugello è ad esempio 10 °C inferiore alla temperatura nelle impostazioni di stampa, potrebbe benissimo essere che lo strato di materiale di supporto PVA non scorre in modo ottimale nello strato del materiale di costruzione primario. Si vede spesso che la temperatura effettiva dell'ugello varia dalla temperatura di stampa impostata nel software di taglio.
Per verificare ciò, si consiglia di stampare in 3D una barra da 5 cm x 1 cm e di stampare ogni 1 o 2 strati con l'ugello sinistro e i seguenti da 1 a 2 strati con l'ugello destro e ripetere più volte questo processo. Se noti una stratificazione non perfetta, gli ugelli non vengono livellati correttamente. Ad esempio, questo processo può essere eseguito con PLA.
IMPOSTAZIONI DI STAMPA
Si consiglia una temperature del piano di stampa di 60 °C circa quando viene stampato come un materiale singolo. Se invece è utilizzato come materiale di supporto è possibile utilizzare la temperatura del piano di stampa richiesta dal filamento con cui viene accoppiato.
La temperatura dell'ugello più corretta deve essere compresa indicativamente tra 215 °C e 225 °C.
Per risultati ottimali si consiglia di utilizzare il raffreddamento con ventola con velocità al 50% almeno per i primi layer. Per aumentare l’adesione al piano, si consiglia di aumentare il flowrate (anche sino al 150-180%) al fine di creare una sovrapressione che permette quindi di “spingere” il materiale contro la superficie alla quale deve aderire.
IMPOSTAZIONI INDICATIVE DI ADESIONE AL PIANO
PVAcon PLA: Selezionare BRIM come metodo di adesione. L'opizione BRIM consente di stendere una leggera quantità aggiuntiva di filamento attorno al primo strato del pezzo, per assicurare una maggiore adesione al piano di stampa.
PVA con NYLON: Selezionare RAFT come metodo di adesione. Il RAFT consiste in un primo strato completo di materiale di supporto in modo che il pezzo non sia a contatto con il letto di stampa. Potrebbe essere più semplice rimuovere il RAFT dal piano di stampa leggermente caldo ( circa 40°C )
ADESIONE
Con gli accorgimenti di cui sopra il PVA dovrebbe aderire abbastanza bene al letto di stampa. Tuttavia se si dovesse incontrare difficoltà di adesione, si consiglia di applicare un sottile strato di colla vinilica ( diluita al 50% con acqua).
Seguire le tracce di indicazione stampa come segue:
PVA (singolo)
Temp. Ugello: 215-225 °C
Temperatura letto stampa: 60 °C
Metodo di adesione: PVA BRIM
Velocità di raffreddamento ventole: 50%
PVA con PLA
Temp. Ugello: 215-225 °C
Temperatura letto stampa: 60 °C
Metodo di adesione: PVA BRIM
Velocità di raffreddamento ventole: 50%
PVA con NYLON
Temp. Ugello: 215-225 °C
Temperatura letto stampa: 60 °C
Metodo di adesione: PVA RAFT
Velocità di raffreddamento ventole: 50%
COME DISSOLVERE IL PVA
Per dissolvere il PVA ed eliminarlo dall'oggetto stampato si consiglia di seguire i seguenti accorgimenti
Acqua tiepida
L'acqua leggermente calda riduce il tempo di dissoluzione. Pertanto assicurarsi che la temperatura dell'acqua non superi i 35 °C, altrimenti il PLA potrebbe lesionarsi. NON utilizzare mai acqua a temperatura superiore a 50 °C. IL tempo di scioglimento può superare anche le 24 ore.
Acqua corrente
Utilizzare acqua corrente diminuisce il tempo di dissoluzione, in alcuni casi anche sotto le 3 ore ( a seconda ovviamente della quantità di materiale di supporto utilizzato per la stampa)
Utilizzo di Pinze per la rimozione
E' possibile velocizzare ulteriormente il processo anche inserendo l'oggetto stampato con supporto PVA in acqua tiepida per circa 10 minuti. In seguito è possibile rimuovere gran parte dei supporti utilizzando delle pinze a becco. Quando tolto il “grosso” del materiale di supporto, reimmergere la stampa di nuovo in acqua, e solo le parti rimanenti potranno così dissolversi in un tempo più breve.
RISCIACQUARE IL PEZZO STAMPATO IN 3D
Una volta che tutte le operazioni di cui sopra sono state fatte, si consiglia di risciacquare sempre con acqua corrente il pezzo per pulirlo da eventuali impurità rimaste.
LASCIARE ASCIUGARE LA STAMPA 3D
Infine occorre lasciare che il pezzo pulito si asciughi completamente e poi, eventualmente procedere con le operazioni di POST-PROCESSING per il trattamento dell'oggetto stampato in 3D.
SMALTIMENTO DELL'ACQUA RESIDUA
Il PVA è un materiale BIODEGRADABILE AL 100% e quindi le acque di scarto possono essere smaltite direttamente nello scarico acque chiare, meglio se agganciato ad un impianto di depurazione acque a valle del sistema. In seguito fare scorrere per circa 30 secondi, dell'acqua calda dal rubinetto nel lavandino di scarico onde evitare possibili otturazioni.
Si consiglia di non utilizzare più l'acqua di scarto con il PVA disciolto in essa, in quanto potrebbe non essere idonea alla completa e perfetta diluizione di una parte successiva.
COME CONSERVARE IL PVA
Il PVA è un filamento per la stampa 3D comunemente utilizzato per creare strutture di supporto solubili in modo da facilitare la creazione di geometrie anche molto complesse.
TIPOLOGIE DI PVA
Esistono diversi tipi di filamento in PVA. Si parte con:
PVA IDROSOLUBILE: di fatto è quello che esiste da tempo sul mercato e non ha mai subito nessuna variazione di composizione. Di fatto è il materiale più “puro” nel senso che appunto è costituito in gran parte dalla sua materia prima originale in compound senza particolari additivi.
PVA ATLAS: PVA Atlas Support ™ by Formutura invece è una nuova tipologia di PVA più avanzato, realizzato al fine di legare al meglio con una vasta gamma di materiali termoplastici come il PLA, ABS, HIPS, TPE, TPU. PETG, ASA, ecc. PVA Atlas Support ™ è stato studiato per essere molto meno sensibile alla degradazione provocata dall'umidità, garantendo prestazioni anche nel lungo periodo di utilizzo, se conservato correttamente al riparto comunque dall'umidità e sigillato in modo corretto.
PVA Atlas Support ™ si pone quindi come la nuova generazione di materiali di supporto idrosolubili per la stampa FDM 3D. Atlas Support ™ è il risultato di una lunga ricerca per il miglioramento PVA che ha portato ad una formulazione unica dove numerose qualità di PVA sono stati miscelati in un unico filamento di supporto solubile in acqua di qualità fin'ora mai raggiunta.
Atlas Support ™ ha anche una migliorata stabilità termica rispetto al PVA "normale" e che assicura un processo di stampa molto più stabile in dual estrusion. Ugelli intasati a causa della doppia stampa di estrusione con PVA standard ora appartengono al passato.
Atlas Support ™ ha grande legame ad una grande varietà di materiali, come il PLA, ABS, PETG, ASA, HIPS, FlexiFil, ecc .. e ultimo, ma non meno importante, è molto meno sensibile alla degradazione dall'umidità. Questo rende Atlas Support ™ molto meglio e più a lungo conservabile. Atlas Support ™ è solubile in acqua fredda ed è 100% biodegradabile una volta disciolto in acqua.
HELIOS PVA SUPPORT HIGH TEMP si dissolve leggermente più lentamente in acqua rispetto al PVA normale, ma il processo di dissoluzione può essere velocizzato quando si utilizza acqua calda a 60 Gradi Celsius e circolante.
CARATTERISTICHE HELIOS PVA SUPPORT HIGH TEMP
Eccellente aderenza ad ABS, Gomma, ASA, PLA, Polipropilene, Polietilene, Copoliesteri.
Eccellente solubilità in acqua calda circolata
Completamente biodegradabile una volta disciolto in acqua
PVA LAY-A-PVA: Il nuovo filamento di supporto chiamato LAYaPVA, presenta alti livelli di viscosità di stampa e si stampa in 3D a circa 230 gradi Celsius. Un materiale che rimane stabile durante lunghi periodi di cambio utensili e quindi adatto a macchine con bracci multipli come frese, bracci supplementari per strumenti utensili ecc.ecc.. E' anche molto stabile termicamente e si scioglie facilmente in acqua.
PVA ETIL-LAY: Questo particolare PVA è molto interessante perchè, a differenza di tutti gli altri PVA è solubile in alcool - ETANOLO.
Questo speciale tipo di filamento di supporto è un filamento molto innovativo perchè diverso da tutti gli altri per un motivo importante: si scioglie in alcool.
Il materiale prende infatti il nome di Etil-LAY e scioglie solo in alcool (spirito). Questo è vantaggioso per gli oggetti stampati che non devono e non possono venire a contatto con l'acqua.
E' perfetto per progetti che coinvolgono le stampe con filamenti di tipo bio-sensibile e può essere facilmente 3D stampato su una piattaforma di costruzione non riscaldata. Inoltre non richiede una
temperatura molto elevata (solo circa 165 gradi Celsius), per cui il suo calore non influenzerà la stampa dell'oggetto finale. Come gli altri tre filamenti solubili, è una scelta perfetta per quei
progetti insoliti che richiedono particolari specifiche di stampa 3D.
PVA AQUASYS HT 120 GRADI
PVA AquaSys120 è un rivoluzionario supporto idrosolubile basato su filamenti FDM che consente di stampare in 3D parti complesse con facilità. Questo filamento è stato recentemente brevettato e ha ricevuto il premio IDTechEX. AquaSys 120 si dissolve fino a due volte più velocemente di PVA standard a temperatura ambiente (22°C) e più di sei volte più velocemente a temperature elevate in ricircolo (80°C).
Caratteristiche e vantaggi:
Funziona molto bene con filamenti ABS, PC/ABS, Nylon, TPU, CPE, PC e PP
Si lega ad altri materiali di stampa 3D offrendo una migliore qualità di stampa
Elevata stabilità a temperature di stampa più elevate, che porta a migliori risultati di stampa
Si dissolve fino a 6 volte più velocemente di altri vettori BVOH o alcool polivinilico (PVA).
Il filamento idrosolubile si dissolve in acqua calda - niente più solventi, niente più supporti da rimuovere
Si consiglia di stampare il polimero AquaSys 120 con una temperatura di estrusione compresa tra 230 e 240°C e una temperatura della camera di stampa compresa tra 80 e 120°C. L'utilizzo della piastra riscaldante è consigliato anche ad una temperatura massima di 130°C .
PVA AQUASYS HT 180 GRADI
Supporto solubile in acqua per filamenti stampa ad alta temperatura. Stabile a temperature in camera calda fino a max 180 °C.
Il filamento PVA AquaSys 180 è compatibile con materiali avanzati amorfi che necessitano ti altissime temperature di stampa quali: polietereterchetone (PEEK), polieterchetonechetone (PEKK), polieterimide (PEI) e polifenilsulfone (PPSU).
Offre completa libertà di progettazione ed è studiato per una migliore adesione e un'elevata stabilità termica con i filamenti primari, con I quali si aderisce perfettamente senza scollature o distacchi.
Queste proprietà gli consentono di aderire efficacemente a un'ampia gamma di materiali idrofobi e idrofili. Si lega anche a tutti gli altri tipi materiali di stampa 3D più comunemente usati, ma è consigliato principalmente per l'uso con PEEK, PEKK, PEI e PPSU.
BOBINA SENZA CHIP DI CONTROLLO: Compatibile con macchine STRATASYS o con equivalenti
NOTE SULLA STAMPABILITA' DEL PVA
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