Qu'est-ce que le filament PVA et comment est-il utilisé dans l'impression 3D ?

Avez-vous déjà éprouvé des difficultés à retirer les supports complexes des pièces imprimées en 3D sans les détruire ? Si c'est le cas, vous vous êtes peut-être demandé ce qu'était le filament PVA et comment il pouvait vous aider à obtenir des résultats plus homogènes. Le PVA, ou alcool polyvinylique, est une substance soluble dans l'eau qui fond à l'humidité. Dans l'impression 3D à double extrusion, vous pouvez créer des formes complexes ou des surplombs avec moins de problèmes de nettoyage, ce qui le rend très utile en tant que structure de soutien.

Pour simplifier, qu'est-ce que le filament PVA ? Dérivé du polymère vinylique, ce plastique biodégradable est fabriqué à partir de matériaux de construction standard tels que le PLA ou l'ABS. Les supports PVA peuvent être facilement retirés en trempant l'impression dans l'eau. Cette propriété de dissolution simplifie le post-traitement. Si vous souhaitez obtenir des bords nets et un ponçage minimal sur des impressions complexes, le PVA pourrait être le meilleur choix de support qui soit. Dans ce blog, nous allons approfondir les propriétés du PVA, son application dans l'impression 3D et les conseils pour une utilisation réussie. 

Qu'est-ce qu'un filament PVA ? Comprendre la composition du PVA

Qu'est-ce que le filament PVA ? Il s'agit d'un plastique soluble dans l'eau couramment utilisé comme matériau de support dans l'extrusion double. Impression 3D. Le PVA permet de former des échafaudages stables pour des motifs complexes, puis se dissout dans l'eau, laissant une pièce finale propre. Avec un stockage adéquat, il produit un minimum de résidus et facilite les solutions de surplomb.

Supports dissolvables

Le PVA se dissout complètement dans l'eau, ce qui élimine le clippage manuel des structures de support. Cette caractéristique réduit les dommages aux pièces et maintient les surfaces lisses. Les concepteurs s'appuient sur le PVA pour créer des canaux internes ou des détails cachés qui seraient impossibles à réaliser avec des supports à rupture conventionnels.

Extrusion double facile à mettre en œuvre

De nombreuses imprimantes 3D sont désormais équipées de deux extrudeuses. L'une des extrudeuses imprime la pièce principale, tandis que l'autre dépose du PVA pour le support. Cette combinaison permet de rationaliser les impressions complexes et d'offrir une plus grande liberté de conception sans avoir à retirer physiquement les pièces de soutien délicates.

Sensibilité à l'humidité

Comme il absorbe facilement l'humidité, le PVA doit être stocké dans des récipients hermétiques. Même une légère humidité peut faire gonfler le filament ou le bloquer dans la buse. Si vous constatez la présence de bulles ou de filaments, il est probable que votre filament ait absorbé de l'humidité en cours de route.

Conditions d'impression idéales

Il ne suffit pas de se demander ce qu'est le filament PVA sans connaître l'environnement optimal pour l'utiliser. Le contrôle de la température, l'adhérence au lit et les paramètres d'extrusion sont cruciaux. En général, le PVA s'imprime bien entre 180°C et 220°C, bien que les températures exactes varient selon les marques.

Un lit chauffé à une température comprise entre 50 et 60 °C permet souvent de maintenir la stabilité des couches de PVA. Toutefois, si vous combinez le PVA avec d'autres matériaux (comme le PLA, qui peut nécessiter une température de lit d'environ 60°C), trouvez un compromis qui convienne aux deux. Un calibrage adéquat est essentiel, sinon vous risquez un suintement excessif de la buse PVA.

En raison de la solubilité du PVA, il est essentiel de contrôler l'humidité pendant l'impression. Si votre bobine a absorbé de l'eau, vous pouvez voir de la vapeur ou des bruits de grésillement provenant de l'extrudeuse. Le séchage du filament dans un séchoir à filament spécialisé ou dans un four à basse température peut rétablir ses performances.

Installation de double extrusion

L'un des principaux avantages du PVA est sa synergie avec les imprimantes 3D à double extrusion. Le deuxième extrudeur s'occupe de la bobine de PVA, en plaçant les supports uniquement là où c'est nécessaire. Pendant ce temps, le premier extrudeur dépose le matériau de construction principal. Impression 3D multi-matériaux (comme le PLA, le PETG ou le nylon).

Cette approche change la donne pour les impressions complexes. Au lieu de concevoir des supports de rupture complexes ou de s'inquiéter de la formation de ponts dans les zones étroites, vous pouvez laisser le PVA s'en charger. Ensuite, une fois l'impression terminée, un simple trempage dissout ce qui est du filament PVA, révélant des surplombs nets.

La configuration d'un travail de double extrusion peut nécessiter des réglages spéciaux de la trancheuse. Souvent, le logiciel fusionne deux fichiers STL distincts ou utilise un seul fichier avec des maillages distincts. Veillez à ce que votre slicer aligne les paramètres principaux de chaque extrudeuse afin que le PVA passe en douceur lorsque la buse passe d'un matériau à l'autre.

Applications en matière de conception complexe

À quoi sert le filament PVA si ce n'est à repousser les limites de la conception 3D ? Lorsque vous imprimez une pièce comportant des canaux ou des cavités complexes, les supports standard peuvent être impossibles à retirer. Les supports PVA, en revanche, se dissolvent simplement dans toutes les zones internes.

Pensez aux modèles biomédicaux dont les cavités intérieures imitent les structures des organes. Ou à des prototypes fonctionnels nécessitant des voies de circulation internes. Avec ce qui est un filament PVA, vous imprimez ces canaux en place, vous trempez la pièce par la suite et vous laissez l'eau faire le reste. Il s'agit d'une solution élégante qui a changé la façon dont les ingénieurs abordent la conception pour la fabrication.

Même les petites pièces de consommation présentant une géométrie de surplomb délicate peuvent en bénéficier. Une figurine aux ailes délicates ou un vase aux motifs ramifiés sont plus faciles à réaliser avec des supports hydrosolubles. Le résultat final présente souvent moins de marques de surface et moins de risques de rupture lors du retrait du support.

Solubilité et dissolution du PVA

Après l'impression, une grande question se pose : comment enlever le PVA sans endommager le modèle principal ? La réponse est un simple bain d'eau. Une fois immergé, le PVA commence généralement à se dissoudre en quelques minutes, même si les couches plus épaisses peuvent prendre des heures.

L'utilisation d'eau tiède peut accélérer le processus, mais évitez l'eau trop chaude, car elle pourrait déformer votre filament primaire s'il est sensible (comme le PLA). Remuer doucement l'eau permet à l'eau douce d'atteindre toutes les parties du corps. Pièces pour imprimantes 3D du support. Par ailleurs, l'élimination mécanique partielle peut accélérer la dissolution si l'on commence par décoller soigneusement les gros morceaux.

Pour les dissolutions de plusieurs jours, envisagez de changer l'eau périodiquement. Cela permet d'éviter que la solution ne soit sursaturée par des restes de filament PVA et de maintenir le taux de dissolution. Vous pouvez également utiliser des nettoyeurs à ultrasons pour les impressions particulièrement complexes, mais vérifiez toujours que votre matériau principal peut supporter un tel traitement.

Info : Si vous remarquez un résidu visqueux sur votre modèle après le trempage, rincez-le davantage ou laissez-le reposer sous l'eau courante pour éliminer les dernières traces de PVA.

Stocker correctement le filament PVA

Les gens demandent souvent : "Que fait le filament PVA dans ma bobine après des mois de stockage, et pourquoi est-il si cassant ?" Cette fragilité ou ces mauvaises performances d'impression sont souvent dues à l'absorption d'humidité. Le PVA est hygroscopique, ce qui signifie qu'il adore absorber l'humidité ambiante.

Conservez votre bobine dans un sac hermétique avec des sachets déshydratants. Si vous vivez dans un climat humide, un séchoir à filament actif ou un conteneur hermétique est indispensable. Vérifiez régulièrement que le déshydratant est sec et remplacez-le s'il est saturé.

En général, le PVA doit être traité avec plus de précaution que le PLA ou l'ABS. Si vous remarquez que la bobine est humide ou que vous voyez de petites bulles pendant l'extrusion, séchez-la dans un séchoir à filament à environ 40-50°C pendant quelques heures. Cette pratique peut améliorer considérablement la qualité d'impression de votre bobine.

Combinaison de PVA avec d'autres filaments

Le PVA étant généralement utilisé comme support, il est rarement utilisé seul pour des impressions complètes. Il est plutôt associé à des filaments de construction courants comme le PLA, l'ABS ou le PETG. La règle de base est de s'assurer que les deux matériaux ont des températures d'impression et des profils d'adhésion au lit compatibles.

Par exemple, le PLA s'imprime autour de 200°C, ce qui est également confortable pour le PVA, qui fond autour de 190-220°C. La combinaison de l'ABS (qui nécessite environ 230°C) peut s'avérer plus délicate, mais certains mélanges PVA avancés peuvent supporter des pics de température modérés. Toutefois, si votre filament principal imprime à plus de 240 °C, le PVA standard risque de se dégrader, ce qui vous obligera à rechercher des filaments de support spécialisés.

Cette synergie concerne également l'adhérence au lit. Si votre filament principal nécessite un lit à 60°C, mais que votre bobine de PVA suggère une température maximale de 45°C, trouvez un juste milieu ou imprimez avec une chaleur de lit minimale si possible. En testant la plage de température recommandée par chaque marque, vous pourrez trouver le meilleur compromis.

Impression avec du PVA pour des créations artistiques

Qu'apporte le filament PVA au domaine artistique ? Pensez à des sculptures complexes ou à des modèles décoratifs sans marques de support disgracieuses. Les artistes peuvent utiliser des échafaudages solubles dans l'eau pour créer des illusions d'éléments flottants ou d'espaces négatifs cachés.

Par exemple, un modèle de paysage urbain complexe peut comporter des dizaines de petites fenêtres et de clochers. L'utilisation de supports normaux pourrait entraîner des cicatrices désagréables ou un retrait presque impossible. Avec le PVA, ces flèches restent parfaitement intactes une fois les supports dissous.

Certains artistes 3D incorporent également le PVA de manière créative, en utilisant la dissolution partielle pour produire des textures. En contrôlant la durée d'immersion de la pièce, ils peuvent créer des motifs tourbillonnants ou des trous partiels. Bien que cette technique soit expérimentale, elle met en évidence le potentiel du PVA au-delà de sa simple utilité.

Comparaison rapide entre le PVA et le HIPS (un autre filament de support)

Vous trouverez ci-dessous un instantané comparant le PVA au HIPS, une autre option de support qui se dissout dans le limonène :

Les deux filaments présentent des avantages uniques. Le PVA se distingue pour les enlèvements à base d'eau, tandis que le HIPS se marie bien avec l'ABS. Choisissez la solution qui convient à la température de votre filament principal et à vos besoins personnels. tolérance aux produits chimiques.

Conclusion

Dans le domaine de l'impression 3D, Qu'est-ce que le filament PVA ? et pourquoi ? Les filaments de construction populaires comme le PLA conviennent parfaitement à ce matériau de support soluble dans l'eau. Le PVA peut être combiné avec l'extrusion double pour créer des objets extrêmement détaillés avec peu de travail de post-traitement. Pour les structures délicates, les canaux intérieurs et les surplombs compliqués, la qualité hydrosoluble change tout.

La boîte à outils de l'impression 3D se compose essentiellement de filament PVA. Il est vrai qu'il nécessite une compréhension supplémentaire et une conservation prudente, mais les avantages en valent la peine. Vous obtenez des impressions plus nettes, moins de cicatrices structurelles et une plus grande liberté de conception. Qu'il s'agisse de prototyper des pièces techniques avancées ou de créer des œuvres d'art complexes, les supports PVA peuvent transformer votre approche de l'impression. En connaissant les plages de température, les exigences en matière de sécheresse et en choisissant le filament partenaire adéquat, vous pourrez exploiter tout le potentiel des supports hydrosolubles.

FAQ

1. Quelle est la vitesse de dissolution du PVA dans l'eau ?

Cela dépend de l'épaisseur et de la température de l'eau. Les supports les plus fins peuvent se dissoudre en 15 à 30 minutes, tandis que les morceaux plus épais peuvent prendre des heures. L'eau chaude accélère les choses.

2. Puis-je utiliser de l'eau du robinet pour dissoudre le PVA ou dois-je utiliser de l'eau distillée ?

L'eau du robinet convient généralement très bien. L'eau distillée peut accélérer ou égaliser le processus, mais ce n'est pas obligatoire.

3. Le filament PVA peut-il être manipulé en toute sécurité ?

Oui, mais gardez-le au sec. Le produit n'est pas toxique, mais il n'est pas recommandé de l'ingérer. Portez des gants lorsque vous manipulez le produit partiellement dissous, car il peut devenir collant et salissant.