3D打印PVC材質(zhì)介紹

魔猴君  知識(shí)堂   366天前

如果您希望3D打印一個(gè)零件來(lái)修復(fù)管道或創(chuàng)建水景，為什么不使用與典型塑料管道相同的材料進(jìn)行3D打?。篜VC。

自20世紀(jì)50年代以來(lái)，這種塑料一直用于家庭管道，作為鐵和銅等傳統(tǒng)材料的替代品。PVC管道的優(yōu)點(diǎn)包括重量輕、耐用、耐腐蝕、成本低。如今，PVC已成為住宅、商業(yè)和工業(yè)建筑給排水系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)材料。

PCV或聚氯乙烯（也稱為乙烯基）是一種用途廣泛的多功能材料，包括乙烯基地板和壁板以及合成織物。只要認(rèn)真采取安全預(yù)防措施，您就可以用它進(jìn)行3D打印。

一、PVC的特性和優(yōu)點(diǎn)：

Fillimentum Vinyl 303黑色長(zhǎng)絲和Ivo設(shè)計(jì)的部件|設(shè)計(jì)，Andrea Dzolic（來(lái)源：Fillamentum）

PVC具有相對(duì)獨(dú)特的功能組合，使其在某些應(yīng)用中特別有用，例如涉及水（雨水）和紫外線（陽(yáng)光）的管道和戶外項(xiàng)目。

聚氯乙烯特性：

不易燃的

耐化學(xué)性（耐油、鹽溶液和水）

高抗沖擊性

良好的機(jī)械性能（功能性、韌性、剛性）

適用于電氣設(shè)備

阻燃、耐腐蝕

低吸濕性

PVC的物理性能：

拉伸強(qiáng)度：45–55 MPa

拉伸模量：2000–4000 MPa

拉伸伸長(zhǎng)率：13%

彎曲強(qiáng)度：60–80 MPa

彎曲模量：1500–3000 MPa

熱變形溫度（0.45 MPa）：60–80°C

熱變形溫度（1.8兆帕）：50–70°C

二、3D打印材料PVC

盡管它在最終3D打印零件中產(chǎn)生了諸多好處，但當(dāng)今市場(chǎng)上您通常只能找到一種PVC品牌的長(zhǎng)絲：Fillamentum的Vinyl 303。為什么？排放。

所有用于3D打印的塑料絲都會(huì)產(chǎn)生排放，但有些塑料絲比其他塑料絲更令人擔(dān)憂。PVC生產(chǎn)的主要問(wèn)題之一是氯氣的釋放。當(dāng)您使用PVC進(jìn)行3D打印時(shí)，氯排放量比首次生產(chǎn)該材料時(shí)要少，但應(yīng)始終在通風(fēng)良好的環(huán)境中與封閉的3D打印機(jī)一起使用。

Fillamentum，在購(gòu)買Vinyl 303隨附的安全表中寫道：

避免吸入有毒煙霧

散發(fā)出有害的有毒煙霧

打印期間保持房間通風(fēng)

配備空氣過(guò)濾器的打印機(jī)是合適的（例如HEPA過(guò)濾器）

加工Vinyl 303時(shí)孕婦應(yīng)遠(yuǎn)離

在使用PVC時(shí)，最好戴上口罩和防護(hù)手套，穿上實(shí)驗(yàn)服，在完成打印后脫下并清洗，并在打印后用肥皂清洗暴露的皮膚。

由于使用PVC進(jìn)行3D打印的情況很少見，因此您找不到這種材料的打印提供，這可能會(huì)導(dǎo)致在正確撥入設(shè)置之前出現(xiàn)一些初始打印失敗。使用制造商提供的材料進(jìn)行打印的唯一指導(dǎo)如下：

噴嘴溫度：215–230°C

床溫：80°C

僅使用黃銅噴嘴

速度：40–60毫米/秒

零件冷卻風(fēng)扇：0–50%

加熱床面：PEI板、鏡面/玻璃

粘合劑：Magigoo、PVA基膠水

帽沿10毫米/筏

外殼：推薦

打印橋可能具有挑戰(zhàn)性，因此，我們建議使用支撐，因?yàn)樗_實(shí)有助于并避免打印失敗。

通過(guò)使用230°C左右的溫度并關(guān)閉零件冷卻風(fēng)扇，可以實(shí)現(xiàn)更堅(jiān)固的零件，此時(shí)各層粘附力更強(qiáng)。

打印非常小的特征是很困難的。建議在模型中避免使用它，因?yàn)榇蛴⌒〖?xì)節(jié)可能會(huì)因材料的小流量而導(dǎo)致堵塞。

三、可持續(xù)性和替代方案

PVC不是3D打印中常用的材料，因?yàn)樗鼤?huì)排放有毒物質(zhì)，并且會(huì)腐蝕不銹鋼噴嘴（始終使用黃銅）。無(wú)論您想要什么應(yīng)用，都有更安全的材料可供使用。

事實(shí)上，在考慮PVC對(duì)環(huán)境的影響時(shí)，有必要評(píng)估整個(gè)生命周期，包括原材料提取、生產(chǎn)、使用和報(bào)廢處置。PVC可以回收，回收工作有助于減輕與其生產(chǎn)和處置相關(guān)的一些環(huán)境問(wèn)題，但乙烯基產(chǎn)品的處置引起了人們對(duì)環(huán)境影響的擔(dān)憂。因此，人們一直在努力尋找更環(huán)保的替代品。

在各種應(yīng)用中，通常使用幾種替代塑料來(lái)代替PVC，特別是當(dāng)環(huán)境問(wèn)題或特定材料特性是優(yōu)先考慮的時(shí)候。以下是一些替代方案：

HDPE（高密度聚乙烯）因其耐用性和耐腐蝕性而成為室外用途和水管的常見PVC替代品。它可以承受惡劣的天氣條件，適合戶外應(yīng)用。HDPE是一種柔性材料，在需要一定柔性的情況下非常有利，例如需要適應(yīng)地面運(yùn)動(dòng)的水管。這種塑料也比PVC輕，可以簡(jiǎn)化搬運(yùn)和安裝。

PP（聚丙烯）是一種用途廣泛的塑料，用途廣泛，包括包裝、紡織品和汽車零部件。它以其高熔點(diǎn)和耐化學(xué)品性而聞名。

PC（聚碳酸酯）是一種透明且耐用的塑料，以其抗沖擊性和光學(xué)透明度而聞名。它通常用于3D打印照明燈具。

PETG（聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯）通常用于高強(qiáng)度應(yīng)用，具有相對(duì)的柔韌性和耐溫性。

熱塑性彈性體（TPE）結(jié)合了橡膠和熱塑性塑料的特性。它用于需要靈活性和彈性的應(yīng)用，例如汽車零部件和醫(yī)療設(shè)備。

寫在最后

顯然，3D打印PVC是可能的，但到目前為止，似乎還沒有足夠的發(fā)展來(lái)使其廣泛應(yīng)用。這可能是因?yàn)镻VC產(chǎn)品可以以非常有競(jìng)爭(zhēng)力的價(jià)格購(gòu)買，因此用它進(jìn)行打印所需的時(shí)間、耗材和電力目前可能不值得。

也可能是，使用普通業(yè)余打印機(jī)時(shí)，這種材料所需的安全標(biāo)準(zhǔn)幾乎無(wú)法達(dá)到——有毒煙霧是最大的危險(xiǎn)之一。另外，對(duì)于大多數(shù)項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，都有很多替代方案。

目前，顯然還需要做更多的工作來(lái)修改PVC 3D打印技術(shù)，使其易于打印并為商業(yè)化做好準(zhǔn)備。

編譯整理：ALL3DP