3D打印PVC材質介紹

魔猴君  知識堂   301天前

如果您希望3D打印一個零件來修復管道或創建水景，為什么不使用與典型塑料管道相同的材料進行3D打印：PVC。

自20世紀50年代以來，這種塑料一直用于家庭管道，作為鐵和銅等傳統材料的替代品。PVC管道的優點包括重量輕、耐用、耐腐蝕、成本低。如今，PVC已成為住宅、商業和工業建筑給排水系統的標準材料。

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。只要認真采取安全預防措施，您就可以用它進行3D打印。

一、PVC的特性和優點：

Fillimentum Vinyl 303黑色長絲和Ivo設計的部件|設計，Andrea Dzolic（來源：Fillamentum）

PVC具有相對獨特的功能組合，使其在某些應用中特別有用，例如涉及水（雨水）和紫外線（陽光）的管道和戶外項目。

聚氯乙烯特性：

不易燃的

耐化學性（耐油、鹽溶液和水）

高抗沖擊性

良好的機械性能（功能性、韌性、剛性）

適用于電氣設備

阻燃、耐腐蝕

低吸濕性

PVC的物理性能：

拉伸強度：45–55 MPa

拉伸模量：2000–4000 MPa

拉伸伸長率：13%

彎曲強度：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打印零件中產生了諸多好處，但當今市場上您通常只能找到一種PVC品牌的長絲：Fillamentum的Vinyl 303。為什么？排放。

所有用于3D打印的塑料絲都會產生排放，但有些塑料絲比其他塑料絲更令人擔憂。PVC生產的主要問題之一是氯氣的釋放。當您使用PVC進行3D打印時，氯排放量比首次生產該材料時要少，但應始終在通風良好的環境中與封閉的3D打印機一起使用。

Fillamentum，在購買Vinyl 303隨附的安全表中寫道：

避免吸入有毒煙霧

散發出有害的有毒煙霧

打印期間保持房間通風

配備空氣過濾器的打印機是合適的（例如HEPA過濾器）

加工Vinyl 303時孕婦應遠離

在使用PVC時，最好戴上口罩和防護手套，穿上實驗服，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，這可能會導致在正確撥入設置之前出現一些初始打印失敗。使用制造商提供的材料進行打印的唯一指導如下：

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性，因此，我們建議使用支撐，因為它確實有助于并避免打印失敗。

通過使用230°C左右的溫度并關閉零件冷卻風扇，可以實現更堅固的零件，此時各層粘附力更強。

打印非常小的特征是很困難的。建議在模型中避免使用它，因為打印小細節可能會因材料的小流量而導致堵塞。

三、可持續性和替代方案

PVC不是3D打印中常用的材料，因為它會排放有毒物質，并且會腐蝕不銹鋼噴嘴（始終使用黃銅）。無論您想要什么應用，都有更安全的材料可供使用。

事實上，在考慮PVC對環境的影響時，有必要評估整個生命周期，包括原材料提取、生產、使用和報廢處置。PVC可以回收，回收工作有助于減輕與其生產和處置相關的一些環境問題，但乙烯基產品的處置引起了人們對環境影響的擔憂。因此，人們一直在努力尋找更環保的替代品。

在各種應用中，通常使用幾種替代塑料來代替PVC，特別是當環境問題或特定材料特性是優先考慮的時候。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，例如需要適應地面運動的水管。這種塑料也比PVC輕，可以簡化搬運和安裝。

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。它以其高熔點和耐化學品性而聞名。

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透明度而聞名。它通常用于3D打印照明燈具。

PETG（聚對苯二甲酸乙二醇酯）通常用于高強度應用，具有相對的柔韌性和耐溫性。

熱塑性彈性體（TPE）結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用，例如汽車零部件和醫療設備。

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展來使其廣泛應用。這可能是因為PVC產品可以以非常有競爭力的價格購買，因此用它進行打印所需的時間、耗材和電力目前可能不值得。

也可能是，使用普通業余打印機時，這種材料所需的安全標準幾乎無法達到——有毒煙霧是最大的危險之一。另外，對于大多數項目來說，都有很多替代方案。

目前，顯然還需要做更多的工作來修改PVC 3D打印技術，使其易于打印并為商業化做好準備。

編譯整理：ALL3DP