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3D打印PVC材質(zhì)介紹

魔猴君  知識(shí)堂   305天前

人氣 820

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打印:PVC。

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)

配備空氣過濾器的打印機(jī)是合適的(例如HEPA過濾器)

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

   
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