Evaluación de procesabilidad e impresión de PVA en estructuras de soporte para FDM.
Pilar Villanueva| AIMPLAS
Evaluación de procesabilidad e impresión dePVA en estructuras de soporte para FDM
Pilar VillanuevaDpto. Extrusión [email protected]
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Índice1. Características PVOH
2. Problemas de PVOH
3. Materiales testados y equipamiento
4. Pruebas de impresión de diferentes grados de PVOH
5. Impresión prototipos ABS y PLA con PVOH como soporte.
6. Solubilidad
7. AIMPLAS y la impresión 3D
CARACTERÍSTICAS DEL PVOH
Biodegradable y compostable
Soluble en agua fría y agua caliente
Se utiliza en impresoras de cabezas múltiples a modo deestructura para aquellas zonas más frágiles.
Los diferentes grados de PVOH se clasifican según su grado dehidrólisis:
- Baja hidrólisis 78-86%
- Parcialmente hidrolizados 86 – 94 %
- Totalmente hidrolizados 96 – 100 %.
El PVOH se obtiene a través de un proceso realizado en dos etapas:
1) Polimerización del monómero vinil acetato
CARACTERÍSTICAS DEL PVOH
2) Hidrólisis parcial o completa delpolivinilacetato PVAc.
CARACTERÍSTICAS DEL PVOH Diferentes propiedades dependiendodel grado de hidrólisis y del tamañode las cadenas que presente.
Grado de hidrólisisPeso
molecular
Viscosidad
Propiedades: solubilidad
Cristalinidad
CARACTERÍSTICAS DEL PVOH
Aumento viscosidad
Viscosidad Tipo Viscosidad
Grado polimerización
Peso molecular promedio
3-4 cps Muy baja 150-300 13000-23000
5-6 cps Baja 350-650 31000-50000
22-30 cps Media 1000-1500 85000-124000
45-72 cps Alta 1600-2200 146000-186000
Disminuye solubilidad
Aumenta adhesión a superficie hidrofilicas
PROBLEMAS DEL PVOH
PVOH no termoplástico No procesable en equipamiento convencional
PVOH termoplástico Plastificación
(glicerina, etilen glicol, urea)
Mejora resistencia térmica
MATERIALES TESTADOS y EQUIPAMIENTO
PVOH NICHIGO G-POLYMER:
- Parcialmente hidrolizado- MFI = 4 - 5 g/10 min (210ºC, 2.16kg)- Tª fundido = 185ºC- Viscosidad = 4,6cps
Obtención de filamento 2,85mm
Enfriamiento en aire
MATERIALES TESTADOS y EQUIPAMIENTO
Filamentos comerciales 2,85mm:
- PVOH: comercial 1 y comercial 2
- PLA
- ABS
DATOS DE FABRICACIÓNEQUIPO Ultimaker 2
DIAMETRO BOQUILLA 0.4 mmTEMPERATURA DE
IMPRESIÓN200/220/240ºC
TEMPERATURA DE MESA 60ºCVELOCIDAD DE IMPRESIÓN 60 mm/sVELOCIDAD DE RELLENO 60 mm/s
FLUJO DE MATERIAL 100%DENSIDAD DE RELLENO 100%
ALTURA DE CAPA/CALIDAD 0.1 mm/Normal qualityTIPO DE
ADHESIVO/ADHERENCIAAdhesivo/falda
PRUEBAS DE IMPRESIÓN DIFERENTES GRADOS DE PVOH
Deslaminación entre ABS y PVOH comercial Adhesión entre ABS y PVOH Nichigo
IMPRESIÓN PROTOTIPOS ABS y PLA con PVOH como soporte
Pruebas de impresión con PLA y ABS
Comercial 1Se imprime correctamente, pero deja hilos de materialentre las piezas. Deslaminación en la torre auxiliar, malaadherencia tanto con ABS como con PLA.
Comercial 2
El filamento se imprime perfectamente. No deja hilosentre piezas. Buena adherencia con PLA. Se apreciadeslaminación entre el PVA y el ABS en la torre auxiliar.Peor adherencia con el ABS.
PVOH NichigoSe imprime muy bien, no deja hilos de material entre laspiezas. Buena adherencia entre capas con el ABS. Buenaadherencia con PLA
IMPRESIÓN PROTOTIPOS ABS y PLA con PVOH como soporte
PRUEBAS SOLUBILIDAD EN AGUA FRIA
Tiempo disolución (minutos) en piezas PLA-PVOH
Tiempo disolución (minutos) en piezas ABS-PVOH
170
10080
Comercial 1 Comercial 2 Nichigo
170
70 70
Comercial 1 Comercial 2 Nichigo
t = 68 mint = 30 mint = 20 min
Piezas ABS-PVOH
PRUEBAS SOLUBILIDAD EN AGUA FRIA
Pruebas solubilidad agua a temperatura ambiente: reducción de tiempo
AIMPLAS: NUEVAS FORMULACIONES PVOH DESARROLLADAS
Desarrollo de nuevos
materiales
Extrusión de filamento
Optimización de la impresión Caracterización
120
140
160
AIMPLAS Nichigo Comercial 2
AIMPLAS: NUEVAS FORMULACIONES PVOH DESARROLLADAS
CASO DE ÉXITO: LÁMPARA SENSITIVA
València Parc TecnològicPATERNA (Valencia)SPAIN
AIMPLAS
Over 8.500 m2
facilities
Materials, processes and plastic products and composites
Muchas gracias
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