PVA-filament: Definitie, toepassingen en voordelen voor 3D-printen

Soms haal je niet het beste resultaat uit je 3D-printer. De finale print kan ruwe randen vertonen door het gebruikte filament of de manier waarop het printproces wordt uitgevoerd.

Polyvinyl Alcohol (PVA)-filament komt als supportmateriaal ter beschikking om de uitdaging van slechte 3D-printkwaliteit aan te pakken.

Het is een biologisch afbreekbaar polymeer dat gevoelig is voor vocht. Juist deze eigenschap maakt het een geweldig supportfilament voor 3D-printen.

Na het printen van een 3D-model moet je het in water dompelen. Omdat PVA gemakkelijk in water oplosbaar is, lost het op en blijft het gewenste object in perfecte staat achter.

Dit artikel onderzoekt PVA, een betrouwbaar 3D-print supportfilament, en fungeert als bron voor enthousiastelingen die hun printkwaliteit willen verbeteren.

Wat is PVA-filament?

Polyvinyl Alcohol (PVA)-filament is een biologisch afbreekbaar polymeer, gevoelig voor vocht, dat als 3D-print supportmateriaal fungeert. Door de chemische eigenschappen lost het gemakkelijk op in water.

PVA ontstaat door polymerisatie van vinylacetaat tot polyvinylacetaat, gevolgd door hydrolyse tot PVA-filament.

Voordelen van PVA-filament

• Wateroplosbaar supportmateriaal
• Lage toxiciteit
• Kleurloos en geurloos
• Geen extra hardware nodig voor toepassing

Nadelen van PVA-filament

• Gevoelig voor vocht
• Luchtdichte container nodig voor opslag
• Verstoppingsgevaar als nozzle heet blijft zonder te extruderen
• Relatief duur

Beste PVA-filament merken

eSun PVA-filamenten

eSun PVA-filament, gefabriceerd in Shenzhen, China, behoort tot de beste PVA-merken wereldwijd. Het komt in 500-gram spoelen en alleen in 1,75 mm.

Het is een duur merk, maar zeer effectief in de toepassing.

Specificaties

• Nozzle temperatuur: 190-220 °C
• Filament gewicht: 500 gram
• Filament diameter: 1,75 mm
• Kleur: natuur

PolyDissolve S1-filament

PolyDissolve S1, gefabriceerd in Shanghai, China, is een bekende filamenteen in de 3D-printindustrie.

Het merk biedt een breed kleurenassortiment. PVA-supportstructuren maken het mogelijk als supportmateriaal voor andere kunststoffen zoals PVB, PLA en PLA+.

Het wordt geleverd in 750-gram spoelen met een weegschaal om het overgebleven filamentgewicht te volgen.

Specificaties

• Nozzle temperatuur: 215-225 °C
• Filament gewicht: 750 gram
• Filament diameter: 1,75 tot 2,85 mm
• Kleur: natuur

Ultimaker-filament

Ultimaker-filament, gefabriceerd in Nederland, kan in elke FDM 3D-printer worden gebruikt die filamenten met een diameter van 2,85 mm ondersteunt.

Ultimaker PVA werkt het beste met nylon en CPE-filamenten. De fabrikant stelt dat het 100% biologisch afbreekbaar is.

Vergelijkend is Ultimaker-filament het minst vochtgevoelige van de merken.

Specificaties

• Nozzle temperatuur: 215-225 °C
• Filament gewicht: 350 en 750 gram
• Filament diameter: 2,85 mm
• Kleur: natuur

GizmoDorks-filamenten

GizmoDorks-filamenten, gefabriceerd in de VS, zijn ontworpen als supportmateriaal voor PLA-filament.

Het merk biedt 500-gram filamenten in twee diameters: 1,75 mm en 2,85 mm.

Belangrijk: GizmoDorks-filamenten degraderen en verstopt gemakkelijk bij 200 °C. Eenmaal verstopt, kun je dit niet oplossen door de nozzle-temperatuur aan te passen zoals bij andere merken.

Specificaties

• Nozzle temperatuur: 160-190 °C
• Filament gewicht: 500 gram
• Filament diameter: 1,75-2,85 mm
• Kleur: natuur

Hoe werkt PVA-filament?

PVA, als wateroplosbaar filamentmateriaal, lost gemakkelijk op in water. PVA ondersteunt 3D-printen met PLA-filament, niet met nylon.

PVA werkt goed bij een bedtemperatuur van 45-60 °C en mag niet bij 200 °C blijven zitten. Bij 200 °C degraderen PVA-filamenten en veroorzaken ze onherstelbare verstoppingen.

Waarvoor wordt PVA in 3D-printen gebruikt?

PVA heeft het 3D-printproces ingrijpend gerevolutioneerd. Het maakt het printen van 3D-modellen met een heldere, bijna perfecte oppervlakteafwerking mogelijk.

Daarnaast ondersteunt PVA andere materialen in 3D-printen. Hiervoor heb je een dual-extruder 3D-printer nodig.

Gebruik PVA-filament altijd in combinatie met PLA-kunststof, omdat ze bij vergelijkbare temperaturen printen, wat PVA tot een perfect supportmateriaal voor PLA maakt.

De oplosbare eigenschappen van PVA helpen bij het ondersteunen van modellen met ingewikkelde details zoals interne kaviteiten en overhangs.

Het kan lastig zijn om de binnenkant van kaviteiten of overhangs te bereiken. PVA-filament support lost hierin op: later lost het PVA volledig op in water en ooze shield, waardoor een model met een fantastische afwerking zonder littekens of beschadigde randen overblijft.

Wat is het verschil tussen PLA en PVA?

PVA is een supportfilament voor 3D-printen met PLA-filament. Als PVA-klant en 3D-printhobbyist wil je toch het verschil tussen de twee filamenten weten.

Eigenschappen van PLA-filamenten

• Zetmeel-gebaseerd filament (maïs en planten)
• Milieuvriendelijk filament
• Gemaakt van hernieuwbare bronnen
• Biologisch afbreekbaar bij correcte verwerking
• Goedkoper dan ABS

Eigenschappen van PVA-filamenten

• Wateroplosbaar kunststofmateriaal
• Ondersteunt complexe FDM 3D-prints
• Werkt bij lage luchtvochtigheid
• Duur: kost tweemaal zoveel als ABS

Hoe los je PVA-filament op? Hoe lang duurt het?

Om PVA op te lossen, dompel je het 3D-geprinte object in water; het begint langzaam op te lossen. Om het proces te versnellen, kun je de volgende technieken gebruiken:

a) Gebruik warm water

Warm water versnelt het oplossen van PVA. Bij gebruik van PVA-bouwmateriaal moet je water gebruiken dat kouder is dan 35 °C.

Gebruik je water warmer dan 35 °C (bijv. 50 °C), dan beïnvloedt dat de printkwaliteit negatief.

b) Roken

Je kunt lopend water gebruiken om PVA sneller op te lossen. Je kunt PVA in minder dan drie uur oplossen, afhankelijk van het type supportmateriaal.

c) Gebruik tangen

Je kunt tangen (bekijk op Amazon) gebruiken om het oplossen te versnellen. Dompel het 3D-object ongeveer 10 minuten in water. Haal het eruit en verwijder de bulk van de PVA-support met de tangen.

Wees extra voorzichtig: raak of schrob het hoofdbject niet aan.

Leg het object daarna terug in het water zodat alleen de resterende PVA-support hoeft op te lossen.

Ten slotte spoel je het object af voor het eindresultaat.

PVA-filament temperatuur

De optimale PVA-filamenttemperatuur varieert per 3D-printer en per filamenteen.

Over het algemeen geven fabrikanten een temperatuur van 215-225 °C aan.

Bijvoorbeeld: bij een bereik van 215-225 °C begin je op 220 °C. Afhankelijk van de kwaliteit van de supportstructuur pas je de temperatuur met plus of min 2 °C aan.

Is PVA-filament duur?

Ja, de meeste PVA-filamenten zijn duurder dan andere 3D-printer kunststof filamenten zoals PLA, ABS, TPU en CPE.

De prijzen hangen af van kwaliteit en merktype. Goedkoop kwalitatief PVA-filament begint meestal vanaf $40.

Conclusie

Voor de meeste 3D-printprofessionals en hobbyisten was de ontdekking van PVA-filament een meesterstreep in het verbeteren van de finale printkwaliteit.

Je vraagt je misschien af hoe je een perfecte oppervlakteafwerking bereikt, rekening houdend met 3D-objecten die kaviteiten hebben die moeilijk bereikbaar zijn.

Na voltooiing van het printproces hoef je het object alleen in water te dompelen. De oplosbare eigenschappen van PVA zorgen ervoor dat het oplost, waardoor een high-quality printobject achterblijft.