imprint3d está financiado por publicidad y gana dinero con los clics, comisiones por ventas y otras formas.
Muchos de nosotros desearíamos que hacer impresiones 3D fuera tan fácil como introducir el diseño en el software de corte y dejar que la impresora haga todo el trabajo. Esto puede ser así para los diseños sencillos, pero los más complejos pueden requerir un poco más de planificación.
Los puentes y las piezas salientes son algunos de los desafíos más comunes que puede encontrar antes de poder imprimir con éxito un diseño relativamente complejo. En estos casos, deberá incorporar estructuras de soporte a su diseño. En este artículo, abordamos todo lo que necesita saber sobre los filamentos de PVA, una de las mejores opciones que tiene a la hora de construir estructuras de soporte.
¿Qué son los filamentos de PVA?
El alcohol polivinílico (PVA) es un polímero de cadena larga compuesto por monómeros de alcohol vinílico. La fabricación del PVA comienza con la polimerización del acetato de vinilo, y el acetato de polivinilo resultante se convierte en PVA mediante esterificación con alcohol. A menudo, menos del 100 % de los grupos de acetato de polivinilo se convierten en PVA. La cantidad de grupos que contienen acetato restantes (llamados «ésteres») determina las propiedades del plástico PVA final.
En su estado natural, el PVA es un plástico incoloro (blanco) e inodoro. No es tóxico y es biodegradable. El PVA es conocido por ser un excelente emulsionante y adhesivo, y por sus excelentes propiedades formadoras de películas. Por ello, el PVA se ha utilizado como ingrediente para adhesivos de papel, esmaltes textiles, recubrimientos de papel, soluciones para lentes de contacto y otras aplicaciones domésticas e industriales. También se ha utilizado como surfactante para aplicaciones de nanoperlas y como fijador para el montaje de muestras.
Otra propiedad útil del PVA es su solubilidad en agua. Como también es biodegradable, el PVA se ha utilizado para crear soluciones de envasado solubles en agua y respetuosas con el medio ambiente. Las cápsulas Tide Pods, que han dado mucho que hablar, así como otras cápsulas de detergente para ropa, suelen utilizar PVA como bolsa soluble en agua. El PVA también se ha utilizado ampliamente como material de cápsulas para cebos secos o a base de aceite en la pesca deportiva. La solubilidad característica del PVA es la principal razón por la que este material se ha abierto camino en el campo de la impresión 3D.
¿Cuáles son los beneficios de utilizar filamentos de PVA?
El PVA tiene una gran resistencia a la tracción y flexibilidad, moderadas únicamente por su vulnerabilidad a la humedad. También ha mostrado una buena resistencia a los aceites, grasas y solventes.
Como filamento de impresión, el PVA se utiliza exclusivamente como material de soporte. A veces, se necesitan estructuras de soporte cuando se imprimen diseños muy complicados o diseños que tienen elementos salientes. Sin ninguna estructura de soporte, estos elementos salientes pueden deformarse mientras el material plástico aún está caliente o colapsar por completo. La solubilidad en agua del PVA lo convierte en un excelente material de soporte, ya que para eliminarlo de la impresión final solo es necesario remojar el producto terminado en agua. El uso de agua tibia acelera el proceso de disolución. Esto significa que no necesitará ningún disolvente especial para eliminar los soportes de PVA de su impresión.
Otra característica del PVA que lo convierte en un excelente material de soporte son sus buenas propiedades de adhesión. Esto significa que el PVA se adherirá muy bien al material de impresión principal, siempre que utilice los ajustes de temperatura de impresión correctos.
El PVA y el PLA se imprimen a temperaturas muy similares, lo que los hace especialmente compatibles. Si vas a imprimir con PLA y crees que tu diseño necesitará soportes, el PVA es, sin duda, tu mejor opción. Imprimir con otros materiales (TPU, nailon) puede ser complicado, pero no imposible. También es posible que debas considerar otros materiales de soporte, como el HIPS.
Por último, el PVA es un producto completamente biodegradable. Cuando se disuelve en agua, el PVA se descompone en sus monómeros de alcohol vinílico individuales. Esta solución se puede desechar de forma segura por el desagüe en pequeñas cantidades, aunque recomendamos enjuagar el desagüe con más agua para eliminar el agua saturada de PVA de las tuberías.
¿Cómo se utilizan los filamentos PVA?
Como hemos mencionado, el PVA funciona mejor como material de soporte para el PLA, ya que se imprimen a temperaturas similares. Esto garantiza que no se deformen casi en ningún material y que haya una buena adhesión entre ellos. Necesitarás una impresora que sea capaz de realizar una extrusión dual para poder imprimir PVA y PLA al mismo tiempo. Si tu impresora no está equipada con una extrusión dual, te recomendamos que consideres una actualización. La extrusión dual no solo te permite realizar impresiones con estructuras de soporte, sino también imprimir utilizando dos colores diferentes al mismo tiempo.
Aunque las distintas marcas y productos recomiendan sus propios ajustes de temperatura de impresión, consideramos que una temperatura entre 185 °C y 200 °C funciona mejor para el PVA. Asegúrate de no superar los 200 °C, ya que el PVA se degrada con bastante rapidez a altas temperaturas.
No se necesita una cama caliente para imprimir con PVA, pero es muy recomendable para mejorar la adherencia. Si tienes una cama caliente, una temperatura de 45 a 60 °C debería ser óptima tanto para PLA como para PVA. La temperatura de la cama puede ser un poco alta durante las primeras capas y disminuir gradualmente a medida que avanza la impresión. Para la adherencia, una capa de cinta de pintor azul o barra de pegamento aplicada a la superficie de la cama caliente debería funcionar bien.
El PVA puede ser bastante frágil cuando está caliente, por lo que recomendamos velocidades de impresión un poco más bajas de lo habitual. Puede experimentar con los ajustes, pero le recomendamos comenzar con una velocidad de 30 mm/s.
Para obtener mejores resultados, recomendamos utilizar un ventilador de refrigeración a baja temperatura mientras se imprime con PVA. Como hemos dicho, el PVA puede ser bastante frágil cuando aún está caliente, por lo que una configuración del ventilador del 50 % debería ser la máxima.
¿Cuáles son las desventajas de utilizar filamentos de PVA?
Las propiedades del PVA lo convierten en el mejor material de soporte para impresiones con PLA, pero no necesariamente para otros materiales de filamento. Algunos usuarios han informado de que han tenido éxito con el uso de PVA para soportar impresiones con TPU y nailon, pero las diferencias en la temperatura de impresión del PVA con estos materiales pueden provocar problemas de deformación. El ABS, en particular, se imprime a una temperatura mucho más alta. Si planeas imprimir con ABS, te recomendamos que eches un vistazo a nuestro artículo sobre filamentos HIPS.
La solubilidad del PVA en agua también significa que puede degradarse naturalmente cuando se expone a la humedad. Los filamentos de PVA absorben la humedad tan pronto como se sacan del paquete, por lo que deben almacenarse en recipientes herméticos con paquetes desecantes. El PVA que ha estado expuesto a la humedad durante mucho tiempo puede no ser tan duradero o puede contener burbujas que se evaporarán durante la impresión. Si tiene un horno, puede usarlo para secar el filamento de PVA justo antes de imprimir.
Según el diseño que esté imprimiendo, las boquillas del extrusor pueden obstruirse si el extremo caliente con PVA se deja caliente durante períodos prolongados sin extruir. Para evitar este problema, puede buscar modelos de impresoras con múltiples extrusores que tengan dispositivos para enfriar el extremo caliente de un extrusor mientras no está en uso.
Otro inconveniente de utilizar PVA es el hecho de que, por lo general, es bastante caro. Si busca filamentos de PVA, descubrirá que el PVA es mucho más caro que el PLA, el material que lo soporta. Entonces, se trata de optimizar la cantidad de PVA que utilizará para cada impresión, utilizando solo la menor cantidad de PVA que necesitará su diseño. Algunos programas de impresión 3D tienen capacidades de soporte denso que pueden ayudarlo a ahorrar hasta un 90 % de material de soporte.
Las mejores marcas
El PVA es un filamento bastante común y probablemente existan docenas de productos diferentes en el mercado hoy en día. A continuación, enumeramos las marcas de PVA más vendidas y más confiables que recomendamos encarecidamente.
En primer lugar, tenemos la popular marca GizmoDorks, que vende sus filamentos de PVA en bobinas de 0,5 kg. Disponible en tamaños de 1,75 mm y 3 mm, el filamento de PVA de GizmoDorks está diseñado para soportar PLA y es compatible con muchos modelos de impresoras populares.
Los filamentos de PVA de eSun se venden prácticamente al mismo precio y también están disponibles en tamaños de 1,75 mm y 3 mm. Las bobinas se venden solo en incrementos de 0,5 kg. Aunque no son tan populares, los filamentos de eSun han recibido constantemente críticas muy positivas de los compradores.
Por último, SainSmart ofrece un filamento de PVA ligeramente más asequible. Disponible solo en un tamaño de 1,755 m y bobinas de 0,5 kg, el filamento de PVA de SainSmart se ha descrito como compatible con una amplia gama de modelos de impresoras 3D populares.
El resumen
| Material | Alcohol polivinílico (PVA) |
| Propiedades | – Se disuelve en agua – 100% biodegradable – Resistente a aceites, grasas y disolventes. – La configuración de la impresora es compatible con PLA |
| Aplicaciones | – Estructuras de soporte para diseños complicados o diseños con características salientes |
| Temperatura de impresión recomendada | 185 a 200 °C |
| Temperatura recomendada de la cama | No es necesaria una cama caliente; si se utiliza una cama caliente, la temperatura recomendada es de 45 a 60 °C |
| Adhesión | Cinta de pintor azul o barra de pegamento |
| Velocidad de impresión | Velocidades de impresión lentas; alrededor de 30 mm/seg. |
| Enfriamiento | Configuración de ventiladores de enfriamiento lento: 10% a 50% |
Los filamentos de PVA solo hacen una cosa, pero la hacen excepcionalmente bien. Aunque es bastante complicado trabajar con ellos durante la impresión, el esfuerzo vale la pena, ya que el uso de filamentos de PVA hace que quitar las estructuras de soporte sea prácticamente sin esfuerzo. Algunos diseños solo requieren estructuras de soporte, y no hay forma de evitar ese hecho. Si planeas hacer una impresión compleja con PLA, entonces puede que valga la pena que comiences a aprender a trabajar con PVA.
Advertencia: las impresoras 3D nunca deben dejarse sin supervisión, ya que pueden suponer un riesgo de incendio.