Filament PVB, czyli poliwinylobutyral w druku 3D 0
Filament PVB, czyli poliwinylobutyral w druku 3D

Poli(alkohol winylowy), czyli składnik bazowy filamentu PVA, posiada właściwości, dzięki którym tworzywo do druku 3D, którego recepturową bazę ów wielkocząsteczkowy związek chemiczny stanowi, rozpuszczalne jest w wodzie. Oparty na tym polimerze termoplast doskonale nadaje się do wytwarzania z niego elementów podporowych przestrzennych wydruków, których geometryczna struktura charakteryzuje się dużym stopniem złożoności. Filament PVA to tworzywo, które cechuje się także nieskomplikowaną obsługą. Komponenty-podpory drukuje się z niego zatem bardzo łatwo. Dobra adhezja do stołu roboczego drukarki 3D, a także znakomite przyleganie do elementów trójwymiarowego wydruku wykonywanych z materiału modelowego to kolejne, istotne zalety filamentu PVA. Funkcja składnika bazowego tworzywa do druku przestrzennego to jednak niejedyna rola, jaką przydzielić można poli(alkoholowi winylowemu). Uzyskuje się z niego bowiem także recepturową bazę filamentu, który jest bohaterem niniejszego artykułu. Wchodząc w reakcję z pewną substancją, poli(alkohol winylowy) ulega metamorfozie. Pewne jego elementy ulegają rozerwaniu, inne zaś reagują z dwójką pozostałych substratów, tworząc nowe, międzyatomowe wiązania. Efektem zajścia tych procesów jest związek chemiczny, którego nazwa to poliwinylobutyral. Stanowi on składnik nadrzędny pewnego materiału do druku 3D metodą FDM. Tworzywem tym jest filament PVB.

Filament PVB i jego składnik bazowy

Jak wspomniano już wcześniej, recepturową bazę filamentu PVB stanowi poliwinylobutyral. Ów związek chemiczny reprezentuje rozległe, wielkie i różnorodne grono wielkocząsteczkowych substancji zwących się polimerami. Poliwinylobutyral uzyskuje się m.in. poprzez reakcję poli(alkoholu winylowego) z aldehydem masłowym (tzw. butanalem). Jej polimerowy produkt wchodzi w skład grupy substancji zwanych poliwinyloacetalami. Związki chemiczne owe substancjowe grono tworzące powstają wskutek zajścia reakcji chemicznej, której uczestnikami są poli(alkohol winylowy) oraz aldehyd. Poliwinylobutaral - niewątpliwie przedstawiciel poliwinyloacetali - jest termoplastyczną substancją, która charakteryzuje się przezroczystością, gdy występuje w swej czystej, niewybarwionej pigmentami formie. Wykazuje się on dużą niepodatnością na działanie wielu czynników mechanicznych. Poliwinylobutaral to zatem materiał charakteryzujący się relatywnie wysokim stopniem udarności. Cechuje się on także dużym poziomem adhezji. Oznacza to, iż poliwinylobutaral dobrze przylega do powierzchni, na które został on zaaplikowany. Polimer ten odznacza się na tle innych, podobnych mu tworzyw dobrymi własnościami optycznymi - jest bowiem substancją, której jeden z ważniejszych atrybutów stanowi przezroczystość. Pamiętać należy jednak, iż połączenie tego materiału z niektórymi pigmentami sprawić może, iż właściwość ta zostanie mniej lub bardziej przez dany barwnik stłumiona. Czysty poliwinylobutaral jest materiałem transparentnym. W przeciwieństwie do poli(alkoholu winylowego) PVB nie rozpuszcza się w wodzie. Istnieją jednak inne związki chemiczne, które roztwarzają struktury, które utworzone zostały z poliwinylobutyralu. Zalicza się do nich alkohole, w tym etanol (alkohol etylowy) oraz izopropanol (alkohol izopropylowy, znany też jako IPA). PVB rozpuszczany jest także przez ketony. Tę grupę związków chemicznych reprezentuje m.in. aceton. Poliwinylobutyral roztwarza się w nim jednak częściowo. PVB rozpuszcza się również w wybranych eterach (co równoważne jest stwierdzeniu, iż nie w każdym eterze poliwinylobutyral się roztworzy) - zalicza się do nich m.in. dioksan. Wymienione dotychczas związki chemiczne to niejedyne substancje roztwarzające poliwinylobutyral. PVB rozpuszcza się bowiem także w kwasie octowym (reprezentującym kwasy karboksylowe) i octanie butylu (zaliczanym do estrów). Inny przykład związku chemicznego, w którym poliwinylobutyral się roztwarza, stanowi pirydyna. Owa substancja reprezentuje tzw. azyny aromatyczne. Lista przykładów związków chemicznych, w których poliwinylobutyral rozpuszcza się jest względnie obszerna i zarazem bardzo różnorodna. Niektóre z nich wykorzystuje się do post-processingu obiektów trójwymiarowych, które wydrukowane zostały z materiałów do druku 3D, które oparto na PVB.

Szpula filamentu PVB od ROSA 3D Filaments

Poliwinylobutyral jest bazowym składnikiem filamentu PVB. Jedną z firm, które produkują owe filamentowe tworzywo, stanowi ROSA 3D Filaments. (©ROSA 3D Filaments)

Filament PVB i jego właściwości

Jednym z producentów tworzyw do druku 3D, które oferują użytkownikom urządzeń drukujących trójwymiarowe obiekty techniką FDM filament PVB, jest ROSA 3D Filaments. Poliwinylobutyral stanowi ponad 99% mieszaniny oferowanego przez nią produktu. Informację tę znaleźć można w karcie charakterystyki materiału (MSDS). Filament PVB od ROSA 3D Filaments cechuje się bezwonnością oraz nietoksycznością. Wartość gęstości tworzywa równa jest 1.09g/cm3. Filament PVB cechuje się zatem mniejszą masą niż PLA Starter (jego gęstość wynosi 1.24g/cm3) - inne tworzywo produkowane przez ROSA 3D Filaments. Temperatura odkształcenia cieplnego (HDT) materiału do druku 3D opartego na poliwinylobutyralu ma wartość 55°C, czyli taką samą, jaką cechuje się PLA Starter. Zaznaczyć należy jednak, iż wyniki te pozyskano, postępując zgodnie z zasadami opisanymi w różniących się między sobą normach. Wartość HDT filamentu PVB uzyskano, opierając się na procedurze badawczej zawartej w normie ISO 75. Z kolei norma ASTM E2092 posłużyła badaczom z ROSA 3D Filaments jako przepis na wyznaczenie wartości temperatury odkształcenia materiału, jakim jest PLA Starter. Temperatura mięknienia według Vicata filamentu PVB wynosi 70°C. Oparte na poliwinylobutyralu to produkt relatywnie twardy. Filament PVB osiąga wartość równą 83 w skali Shore'a typu D. Cechuje się on zadowalającym poziomem odporności na negatywne działanie mechanicznych czynników. Wykazuje się on dość dużą udarnością. Pomiar tej cechy metodą Charpy'ego daje rezultaty zadowalające, bo wynoszące 106kJ/m2 (bez karbu). Niewielki skurcz liniowy stanowi kolejny atut tworzywa da druku 3D, jakim jest filament PVB. Poliwinylobutyral - składnik bazowy produktu ROSA 3D Filaments - rozpuszcza się w alkoholach, w tym także w alkoholu izopropylowym (IPA). Filament PVB tę właściwość - rzecz jasna - posiada. Wydruki przestrzenne, które zostały z opartego na poliwinylobutyralu tworzywie wykonane, można zatem poddawać post-processigowi, wykorzystując do tego celu IPA (alkohol izopropylowy). Alkoholem tym wygładza się obiekty trójwymiarowe, które wydrukowano z filamentu PVB. Efekt takiej obróbki tworzywa stanowić będzie bardzo gładka powierzchnia wykonanego z niego wydruku. Filament PVB od ROSA 3D Filaments dostępny jest w wielu wersjach kolorystycznych. Występuje zarówno w wariantach nieprzezroczystych, jak również tych, które cechują się transparentnością (przezroczystością).

Wydruk z PVB częściowo wygładzony izopropanolem

Powyższa fotografia przedstawia logo ROSA 3D Filaments, które umieszczono za wydrukiem wykonanym z filamentu PVB. Lewostronna część obiektu utworzonego z materiału zawierającego poliwinylobutyral wygładzona została alkoholem izopropylowym, czyli IPA. (©ROSA 3D Filaments)

Filament PVB i poziom trudności drukowania z niego obiektów 3D

Filament PVB to tworzywo, z którego bez większych problemów wykonuje się wydruki trójwymiarowe. Pod tym względem w niczym nie ustępuje on materiałom opartym na polilaktydzie (PLA). Drukarka 3D, która zaprzężona została do tworzenia wydruku przestrzennego z filamentu PVB, nie musi posiadać zamkniętej komory roboczej. Stół, na który nanoszony jest przetwarzany termicznie surowiec, może pozbawiony być funkcji grzania. Pojawiające się incydentalnie kłopoty z przyleganiem filamentu PVB do platformy roboczej drukarki 3D można w prosty sposób rozwiązać. Wystarczy pokryć jej powierzchnię preparatem adhezyjnym, czyli specyfikiem, który zwiększa przyczepność termoplastu do podłoża. Tworzony z filamentu PVB obiekt 3D powinen być chłodzony. Ustawienia tej funkcji powinny być dobrane w oparciu o dwa czynniki. Pierwszą z nich stanowią możliwości urządzenia drukującego. Drugi czynnik, od którego uzależniona jest moc chłodzenia, stanowi struktura geometryczna tworzonego z filamentu PVB wydruku. Temperatura druku obiektów trójwymiarowych z materiału produkowanego przez ROSA 3D Filaments wynosi od 200°C do 225°C. Jeśli urządzenie drukujące wyposażone zostało w grzany stół roboczy, warto wykorzystać w pełni tę jego funkcjonalność. Jego temperatura zawierać się powinna w przedziale od 65°C do 75°C.

Filament PVB i jego przechowywanie

Jedną z właściwości filamentu PVB jest jego higroskopijność. Oznacza to ich absorbuje on wodę. Nie powinien być zatem wystawiany na jej działanie. Pochłonięta przez filament PVB woda wpływa bowiem niekorzystnie na jego własności. Dobrą praktyką, jaka zabezpieczy ów materiał przed utratą jego pozytywnych właściwości, jest jego odpowiednie przechowywanie. Pojemnik, w którym będzie on trzymany, powinien być szczelnie zamykany. Umieszczenie w nim pochłaniacza wilgoci stanowi dobre dopełnienie systemu ochrony filamentu PVB przed ekspozycją na działanie wody. Przed rozpoczęciem wykonywania wydruku 3D z materiału przygotowanego przez ROSA 3D Filaments tworzywo powinno zostać wysuszone. Producent zaleca suszenie filamentu PVB w temperaturze 60°C. Proces ów trwać powinien od czterech do ośmiu godzin.

Próbki różnych kolorów filamentu PVB od ROSA 3D Filaments

ROSA 3D Filaments produkuje filament PVB w różnych wariantach kolorystycznych. Znajdujące się na zdjęciu wydruki wykonano z rozmaitych wersji barwnych tego tworzywa. Filamenty PVB nabyć można, klikając tutaj: PVB

Filament PVB - podsumowanie

Filament PVB jest materiałem, który doskonale sprawdzi się w roli surowca-budulca obiektów dekoracyjnych. Atrakcyjność wizualna tego tworzywa wiąże się z prostą jego obróbką - wystawiając wydruk utworzony z produktu od ROSA 3D Filaments na działanie alkoholu izopropylowego, powierzchnia wydrukowanego obiektu uzyska wysoki stopień gładkości. Filament PVB jest dodatkowo nieskomplikowany w obsłudze, dzięki czemu tworzenie z niego figur przestrzennych nie zalicza się do zadań trudnych do wykonania. Zwrócić należy jednak uwagę na sposób przechowywania tego tworzywa. Jeśli zapewni mu się odpowiednie warunki do leżakowania, nie utraci on swych pozytywnych właściwości.

Komentarze do wpisu (0)

Informacja w stopce
Menu Szukaj Menu więcej
do góry
Sklep jest w trybie podglądu
Pokaż pełną wersję strony
Sklep internetowy Shoper.pl