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Abs e materiais PLA são os protagonistas de impressão 3D , quase ocupa a visão da maioria dos engenheiros, mas os solúveis em água geralmente pagam muito. De fato, também altera silenciosamente a estrutura de suporte com suas características únicas de dissolução. Este artigo levará você a explorar esse nicho, mas o campo-chave em profundidade e analisá-lo a partir dos tipos e habilidades de uso de materiais solúveis em água.
O que é filamento solúvel em água?
filamento solúvel em água é um material de impressão 3D que pode derreter na água. As pessoas o usam para imprimir a estrutura de suporte do modelo . Ao imprimir a estrutura oca em espiral, todo o modelo é embebido em 40 ℃ água. Esses suportes tão precisos quanto as teias de aranha desaparecerão automaticamente em 6 horas e o acabamento da superfície será melhorado em 300% em comparação com o processamento manual!
Atualmente, os principais filamentos solúveis em água são PVA, BVOH e quadris. O PVA precisa ser embebido em água morna por várias horas para derreter, mas é adequado para uso com materiais comuns de PLA. O BVOH derrete mais rápido em água fria e pode ser limpa em duas horas, mas o preço é mais caro que o PVA. Ambos os materiais têm medo da umidade e devem ser armazenados em sacos selados em horários comuns. O material dos quadris não pode ser derretido diretamente com água e requer solventes químicos especiais. 
O que são tipos de filamentos solúveis em água comuns?
1.pva material
material pva é um tipo representativo de material de filamento solúvel em água . Pode ser dissolvido em água à temperatura ambiente, mas precisa ser embebido por 4-8 horas. A temperatura do bico precisa ser estável entre 190 ℃ -220 ℃ durante a impressão. É sensível à umidade do ar e é facilmente úmido e deteriorado quando a umidade excede 30%. Ele precisa ser evitado do armazenamento de longo prazo em um ambiente úmido. O material PVA é adequado para fazer estruturas de suporte para modelos complexos com material de PLA.
2.bvoh material
bvoh é mais durável que o PVA. Pode ser dissolvido em água fria a 20 ℃ por não mais que 2 horas, e sua resistência à umidade é mais de 50% maior que a do PVA. A temperatura da impressão é maior (210-230 ℃), adequada para modelos que precisam ser resistentes a altas temperaturas. Ao mesmo tempo, a temperatura de impressão não deve ser inferior a 210 ℃, o que é fácil de bloquear o bico.
3.hips materiais
O materialquadris pertence a materiais de suporte baseados em solventes. Se você deseja usar materiais solúveis em água para imprimir abdominais, é a melhor escolha e deve ser dissolvido usando-l-limoneno. Mergulhamos o modelo em solvente por 30-60 minutos, aguardamos a estrutura de suporte completamente amolecida e depois removemos e limpe-o.
Este material requer uma temperatura de impressão alta e o bico precisa manter uma temperatura de trabalho de 240 ℃ -260 ℃. Adequado para criar modelos ou estruturas grandes que requerem suporte de alta força . Use luvas de proteção durante a operação e manuseie solventes em um ambiente bem ventilado.
Tabela de comparação de parâmetros técnicos
Dicas de segurança:
Quando você usa quadris (um material solúvel em água), o solvente D-limoneno é volátil e a circulação de ar deve ser garantida no ambiente operacional. Recomenda-se equipar uma máscara de gás e luvas resistentes à corrosão. O líquido de resíduos deve ser reciclado de acordo com os padrões de tratamento químico e é proibido de receber alta diretamente no sistema de esgoto.
Por que usar suportes solúveis em água em impressões 3D complexas?
1. Adaptabilidade geométrica
andaimes solúveis em água criam automaticamente estruturas de suporte por meio de estruturas de suporte por meio de plugins de software, como Cura e Fillamentum. Essa estrutura pode aderir firmemente à superfície de modelos complexos.
- Abordando a questão da excesso de excesso: para peças com ângulos de saliências inferiores a 15 graus (como lâmina turbina superfície , os soluções podem prevenir o material de flegagem ou quebrar durante a pressa.
- Recheio de lacunas inteligentes: no picada de engrenagem ou ramo do modelo vascular , o suporte preenche automaticamente as pequenas lacunas que o suporte tradicional não pode alcançar.
- Aplicação de casos: LS alcançou com sucesso uma estrutura de canal de resfriamento de malha de precisão de 0,2 mm usando um suporte solúvel em água na impressão de protótipo de um determinado componente aeroespacial.
2. melhoria do refinamento da superfície
O valor de rugosidade da superfície de contato entre o suporte solúvel em água e o modelo pode ser controlado dentro de 3,2 mícrons, o que é mais do que o dobro mais suave do que os suportes tradicionais.
- Otimização da superfície de contato: Depois que o suporte se dissolve, apenas pequenos traços são deixados na superfície do modelo. Limpe com um pano úmido para obter uma suavidade que pode ser diretamente pintada.
- Avanço no campo médico: Em um determinado projeto de impressão artificial de ouvido , a estrutura da cartilagem suportada por um solúvel em água.
Comparação de dados:
Após a remoção do suporte tradicional, há rebarbas na superfície (rugosidade ≥ 6,3 μm).
Depois de desmantelar o suporte solúvel em água, se aproxima da impressão original
3. Atualização abrangente de eficiência
Depois de adotar suporte solúvel em água, os usuários podem reduzir o tempo de pós-processamento em mais de 70%. Isso é particularmente evidente para modelos com estruturas internas.
Comparação de custo de tempo:
Aplicações estruturais especiais:
- Modelo de circuito de óleo automotivo: Após a dissolução do suporte, o tubo dobrado com um diâmetro interno de 0,8 mm é totalmente retido.
- Protótipo do relógio mecânico: 32 conjuntos de equipamentos aninhados podem ser totalmente removidos de uma só vez.
- Redução de custos de mão-de-obra: de acordo com LS ' Projeto de produção em lote Os dados, o uso de colchetes solúveis em água reduziu o custo de mão-de-obra de US $ 8,7 a US $ 2,1.1.
métodos de melhoria específicos para o processo de operação LS
Processo de produção de protótipo da hélice do drone:
- maneira tradicional:
Desmontando manualmente o apoio resultou em deformação de três lâminas de hélice. - Esquema de suporte solúvel em água:
Mergulhe em 60 ℃ Água morna por 90 minutos e se separa automaticamente.
A limpeza do cotonete leva 5 minutos para atender aos requisitos de montagem.
precauções:
Controle de temperatura da água: é recomendável usar um tanque de água de temperatura constante (com um erro de ± 2 ℃).
Tempo de dissolução: Mergulhe por 15 minutos por milímetro de espessura do stent.
Como impedir a absorção de umidade do filamento durante a impressão?
1. Sistema de alimentação selado
Recomenda -se usar um sistema de alimentação com uma caixa de secagem selada (como Prusa MMU3). Este sistema armazena o filamento em um ambiente fechado com uma umidade abaixo de 15%.
Princípio de funcionamento:
O dessecante de gel de sílica que muda a cor é colocado na caixa de material (substitua quando o azul ficar vermelho).
O tubo de alimentação usa uma vedação de borracha para impedir que o ar entre.
Comparação de efeito: O teor de umidade de PVA SoluBle Filamento Sistema de alcance de um dos dias de realização de um dos dias de água. 2% após 7 dias.
2. Inteligente Sistema de monitoramento de umidade
Configuração do equipamento: Um detector de umidade de alta precisão é instalado dentro da impressora. A sonda detecta dados ambientais a cada 5 minutos e o erro de medição não excede ± 3% do valor de umidade.
Trigger Alarm:
Quando a umidade do ambiente de armazenamento do material de PVA exceder 35% e o do material BVOH exceder 45%, o sistema de controle acenderá a luz de aviso do equipamento e envia uma notificação de push ao telefone celular do operador e, finalmente, suspende automaticamente o trabalho de impressão. Esse mecanismo de alerta precoce pode impedir que os materiais higroscópicos entrem no bico de alta temperatura para produzir bolhas e explosões, e Evite defeitos da cratera da lua na superfície das peças impressas .
Função de ligação: Algum equipamento de grau industrial pode iniciar automaticamente o aquecimento da caixa de material (40 ℃ Circulação de ar quente).
Caso de operação: Os dados medidos de um espaço de fabricante mostraram que a taxa de falha de impressão devido à umidade foi reduzida de 27% para 6% após a instalação do sistema de monitoramento.
3. Método de secagem de emergência
filamento PVA: devemos colocar o filamento solúvel em água PVA em um forno de temperatura constante de 60 ℃, colocá -lo plano na grade de metal (é proibida sobreposição) e continuar secando por 4 horas. Quando o peso não diminui mais, pode ser interrompido.
bvoh filamento: use uma pistola de ar quente de 50 ℃ para soprar em um ciclo ou coloque -o em um secador de alimentos por 2 horas. Quando a superfície não é pegajosa, prova que o filamento BVOH retornou ao normal.
precauções:
Não use aquecimento por microondas (causará carbonização local). Após a secagem, ele precisa ser resfriado à temperatura ambiente antes do uso.
Cada rolo de filamento pode ser seco repetidamente até 3 vezes.
5. Técnicas de umidade 5.Autriente à prova de umidade
armazenamento diário: é recomendável refrigerar os filamentos não abertos (5-10 ℃) e, para filamentos abertos, eles devem ser embalados em sacolas auto-vedadas e adicionar 2 pacotes de dessecante.
Métodos para estação chuvosa: coloque um desumidificador ao redor da impressora e controle o material do material em 3 minutos cada vez que
Método rápido de autoteste: primeiro coloque 20 cm de filamento solúvel em água em uma bolsa selada, agite-o vigorosamente e observe se a bolsa está enevoada. Se foged, significa que o teor de umidade excede o valor seguro.
Quais modificações da impressora são necessárias?
1. Solução do sistema Dual-NOZE
bico principal e auxiliar correspondente:
O bico principal usa um bico padrão de 0,4 mm e é responsável por imprimir o material principal do modelo (como PLA ou ABS). O bico auxiliar usa um bico de boca larga de 0,6 mm, dedicada a extrudir filamentos solúveis em água (como PVA/BVOH). A distância entre os dois bocais precisa ser ajustada para 1,5 mm para evitar a colisão durante o movimento.
Controle preciso da temperatura:
O bico principal e o bico auxiliar requerem módulos de aquecimento independentes. Por exemplo, ao imprimir o PLA, o bico principal é aquecido a 210 ° C, enquanto o bico auxiliar imprime PVA a 200-220 ° C (a diferença de temperatura não excede ± 10 ° C). Recomenda-se adicionar um dissipador de calor de cobre ao bico auxiliar para impedir que a alta temperatura afete a estabilidade de materiais solúveis em água.
Isolamento de transporte de material:
O caminho do alimentador para o bico deve ser completamente separado. Use um tubo guia feito de Teflon para impedir que o PLA entre em contato com filamentos solúveis em água e absorvendo a umidade. Teste necessário após a modificação: Imprima continuamente por 8 horas e verifique se as gotículas de água condensam no tubo guia.
2. Medidas de modificação de poluição anti
Isolamento de alta temperatura Instalação:
Instale um defletor em forma de U feito de material de silicone entre os dois bicos. O defletor precisa suportar uma alta temperatura de 300 ℃, encolher automaticamente quando o bico estiver funcionando e expandir para isolar quando inativo. Método de teste: aqueça os dois materiais para 230 ℃ ao mesmo tempo e observe se há desenho e adesão de arame em 30 minutos.
Função de limpeza automática:
Um pincel de limpeza rotativo é instalado no bico auxiliar. Depois que cada camada de estrutura de suporte for impressa , o pincel raspará automaticamente os detritos de filamento solúvel em água restantes no bico. Recomenda -se limpar manualmente a cabeça da escova com algodão alcoólico toda semana para impedir que a deposição de carbono afete o efeito de limpeza.
Sistema de alimentação à prova de umidade:Uma pequena caixa de secagem é instalada no caminho de alimentação do filamento solúvel em água, e o gel de sílica que muda a cor é colocado dentro. Quando o gel de sílica muda de azul para rosa, isso significa que a umidade excede 20% e precisa ser substituída imediatamente. Dados medidos reais: a taxa de quebra de filamentos PVA é reduzida em 85% após a instalação.
3. Detalhes de otimização da plataforma de impressão
Design da placa de base composta:
A camada inferior da placa de base mantém o revestimento de PEI (adequado para anexo de material comum) e uma fita máscara azul lateral é colada na superfície. A espessura da fita é controlada a 0,1 mm. Muito grosso causará o erro de calibração da altura do bico. Os testes mostram que esse design facilita a remoção da estrutura de suporte e o tempo de remoção é reduzido em 50%.
Ajuste de temperatura zonada:
Ao imprimir suportes solúveis em água, a temperatura da plataforma é reduzida dos 60 ℃ para 50 ℃ convencionais. O resfriamento local pode ser alcançado colando a folha de alumínio sob a fita para impedir que o material de suporte grude com firmeza. Prova de caso: Após o resfriamento, o resíduo de suporte é reduzido em 70%.
Dicas de pré -tratamento da superfície:cola sólida diluída em spray (concentração 5%) na superfície da fita azul. Isso pode fazer com que o corpo do modelo fique com mais firmeza, enquanto o suporte solúvel em água ainda é fácil de retirar. Observe que ele precisa ser re-supurado a cada 3 impressão . A pulverização demais fará com que o suporte se dissolva por mais tempo.
Como otimizar o tempo de dissolução para suportes grossos?
Guia de operação de Dissolução Eficiente de Suporte PVA
1. Pontos de preparação do equipamento
Utilizamos uma máquina de limpeza ultrassônica de 40kHz como equipamento principal, e a temperatura da água deve ser estável na faixa de 40 ℃ ± 2 ℃. Recomenda -se que você escolha um tanque de limpeza com capacidade para não mais que 10 litros, para que a energia ultrassônica seja mais concentrada. Ao operar, o modelo deve ser colocado em uma cesta de malha resistente a alta temperatura e não deve entrar em contato diretamente com a placa de vibração na parte inferior do tanque.
2.STEP-BY STEP Operação Processo
O primeiro passo é o pré -tratamento, precisamos usar uma agulha de injeção para cutuar orifícios de ar de 2 mm a cada 5 mm na superfície de suporte.
A dissolução formal é dividida em dois estágios: primeiro, use vibração ultrassônica por 3 horas para dissolver 8-10 mm da camada de suporte; Em seguida, desligue a onda ultrassônica, mas mantenha a circulação da água por 2 horas para enxaguar completamente o resíduo interno.
3. Indicadores de controle dekey
Preste atenção especial à temperatura da água, que não deve exceder 50 ℃, a temperatura excedeu o padrão em 2 graus da última vez que o testei, e o PLA Model mostrou óbvia deformação. Um máximo de 3 kg de modelos pode ser processado a cada vez, e quantidades excessivas farão com que a eficiência da limpeza caia mais de 30%. A cabeça da vibração deve ser limpa com solução de ácido cítrico a cada semana, caso contrário, a escala reduzirá a intensidade ultrassônica em cerca de 40%. Recomenda-se colocar um termômetro no tanque para monitoramento em tempo real, o que é particularmente importante!
Esquema de dissolução acelerada para material bvoh
1. Programa de aprimoramento da solução de ACID
Adicionaremos 5% de ácido cítrico à água e ajustaremos o valor do pH para entre 2,8 e 3,2. Nesta concentração, a taxa de dissolução de BVOH pode ser aumentada de 0,33 mm por hora para 0,55 mm. Lembre -se de testar o valor do pH com um papel de teste a cada duas horas - eu recomendo usar o papel de teste de precisão, o papel de teste comum tem muito erro!
2.Precise Controle de temperatura
Mantemos a temperatura da água entre 25 e 30 graus. Se a temperatura estiver muito alta, o ácido cítrico falhará prematuramente. Quando você precisar usar uma haste de aquecimento no inverno, fique de olho no termômetro! Depois que conheci um cliente que não o controlou bem, e a temperatura da água subiu a 37 graus, mas a velocidade de dissolução de suporte foi 40% mais lenta. Deve ser lavado com água limpa três vezes após a dissolução, o que é particularmente importante!
3. Trabalho de desastre de três etapa
Primeiro, meia hora está imitando. Enquanto isso, o grande apoiador se soltou e podemos remover cerca de 60% da estrutura de suporte manualmente. Em seguida, ligue a bomba de ar para fornecer bolhas e adicione 1% de ácido cítrico a cada duas horas. Não se esqueça de soprar bolhas usando um tubo fino, porque grandes bolhas arruinariam o efeito de dissolução. Finalmente, Remova os orifícios rosqueados limpando com uma escova de dentes macio . Percebi que é impossível usar um hard-cerd, porque pode arranhar a superfície do modelo.
Memorando de dados -chave:
Concentração do ácido cítrico: 5% (PH2,8-3,2).
Taxa de dissolução: 0,55 mm/h (1,8 vezes mais rápido que a água limpa).
Esta solução pode reduzir o tempo inicial de dissolução de 8 horas para 4,5 horas, mas preste atenção ao tratamento do líquido de resíduos! Nosso laboratório agora economiza líquido residual para tratamento de neutralização e nunca o derramar diretamente no esgoto.
Resumo
Descobrimos que o filamento solúvel em água está se tornando mágicos invisíveis na indústria manufatureira. Esses fios de plástico que derreteram em contato com a água têm completamente mudaram a maneira como lidamos com partes complexas . No ano passado, nossa equipe usou filamentos de PVA para fazer lâminas de liga de titânio com uma espessura de apenas 0,1 milímetros. A estrutura de suporte desapareceu sem deixar rasto depois de imersão em água morna por duas horas, que é seis vezes mais rápida que o processo tradicional de decapagem.
Esses materiais estão rompendo os limites de nossa imaginação. Se você ainda está lutando com problemas complexos de suporte estrutural, é hora de dar uma chance a esses 'assistentes plásticos desaparecidos'! Eles estão abrindo novas possibilidades para a indústria de manufatura.
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LS é uma empresa líder do setor Concentre-se em soluções de fabricação personalizadas. Com mais de 20 anos de experiência atendendo a mais de 5.000 clientes, nos concentramos em alta precisão usinagem cnc , Fabrication 1. O que é uma resina solúvel em água? A resina solúvel em água é um material de polímero que se dissolve na água, como PVA e BVOH. É frequentemente usado em estruturas de suporte de impressão 3D ou produtos médicos degradáveis. É ambientalmente amigável e não tóxico, e não há resíduo após a dissolução. 2. que fibra absorve água?
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FAQS
3. o que o filamento molhado significa?
filamento molhado refere -se ao fio de impressão 3D que absorve água durante o armazenamento. Esse tipo de material ficará quebradiço quando estiver úmido e é fácil entupir o bico ou produzir bolhas durante a impressão.
4. Qual é a diferença entre PLA e PVA?
PLA é um material de impressão feito de amido de milho, usado para fazer o corpo do modelo. É forte e ecológico. O PVA é um material de suporte que se dissolve na água. É especialmente usado para ajudar na impressão de estruturas complexas. É fácil ficar úmido e deve ser selado. Os dois são geralmente usados juntos.
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