Jeśli chcesz wydrukować w 3D część do naprawy instalacji wodno-kanalizacyjnej lub stworzyć fontannę wodną, dlaczego nie miałbyś drukować z tego samego materiału, z którego wykonane są typowe plastikowe rury: PVC.
Tworzywo to jest stosowane w domowych instalacjach wodno-kanalizacyjnych od lat 50. ubiegłego wieku jako alternatywa dla tradycyjnych materiałów, takich jak żelazo i miedź. Zalety rur PVC obejmują ich lekkość, trwałość, odporność na korozję i niski koszt. Obecnie PVC jest standardowym materiałem do systemów zaopatrzenia w wodę i odwadniania w budynkach mieszkalnych, komercyjnych i przemysłowych.
PCV lub polichlorek winylu (zwany również winylem) to wszechstronny materiał o wielu zastosowaniach, w tym do produkcji płyt winylowych (pamiętasz je?), winylowych podłóg i sidingów oraz tkanin syntetycznych. Można z niego drukować w 3D, pod warunkiem, że poważnie traktuje się środki ostrożności.
Cechy i zalety PVC
PVC ma stosunkowo unikalną kombinację cech, dzięki czemu jest szczególnie przydatny w niektórych zastosowaniach, takich jak hydraulika i projekty zewnętrzne obejmujące wodę (deszcz) i światło UV (słońce).
Charakterystyka PVC
- Trudnopalność
- Odporność chemiczna (na oleje, roztwory soli i wodę)
- Wysoka odporność na uderzenia
- Dobre właściwości mechaniczne (funkcjonalność, wytrzymałość, sztywność)
- Przydatność do stosowania w urządzeniach elektrycznych
- Ognioodporność i wytrzymałość
- Niska absorpcja wilgoci
Materiały do druku 3D z PVC
Pomimo korzyści, jakie daje w końcowych częściach drukowanych w 3D, obecnie na rynku można znaleźć tylko jedną markę filamentu PVC: Vinyl 303 firmy Fillamentum. Dlaczego?
Wszystkie plastikowe filamenty do druku 3D emitują zanieczyszczenia, ale niektóre z nich są bardziej niepokojące niż inne. Jednym z głównych problemów związanych z produkcją PVC jest uwalnianie chloru.
Fillamentum, w karcie bezpieczeństwa dołączonej do zakupu Vinyl 303, mówi:
- unikać wdychania toksycznych oparów
- emitowane są szkodliwe toksyczne opary
- wietrzyć pomieszczenie podczas drukowania
- drukarka z filtracją powietrza jest odpowiednia (na przykład filtry HEPA)
- kobiety w ciąży powinny trzymać się z daleka, gdy Vinyl 303 jest przetwarzany
Dobrym pomysłem jest również noszenie maski i rękawic ochronnych podczas pracy z PVC, noszenie fartucha laboratoryjnego, który zdejmuje się i pierze po zakończeniu drukowania, a także mycie odsłoniętej skóry mydłem po zakończeniu drukowania.
Ponieważ drukowanie 3D z PVC jest rzadkością, nie znajdziesz instrukcji drukowania dla tego materiału, co prawdopodobnie doprowadzi do kilku początkowych nieudanych wydruków, zanim uzyskasz prawidłowe ustawienia. Jedyne wskazówki dotyczące drukowania z tego materiału od producenta są następujące:
- Temperatura dyszy: 215 – 230°C
- Temperatura stołu: 80°C
- Prędkość: 40-60 mm/s
- Wentylator chłodzący część: 0-50
- Podgrzewana powierzchnia stołu: Płyta PEI, lustro/szkło
- Klej: Magigoo, klej na bazie PVA
- Obudowa: zalecana
Zrównoważony rozwój i alternatywy
PVC nie jest powszechnie stosowanym materiałem w druku 3D ze względu na toksyczne emisje i fakt, że powoduje korozję mosiężnych dysz (zawsze używaj stali nierdzewnej). Istnieją bezpieczniejsze materiały, których można używać niezależnie od zastosowania.
W rzeczywistości, rozważając wpływ PVC na środowisko, ważne jest, aby ocenić cały cykl życia, w tym wydobycie surowców, produkcję, użytkowanie i utylizację po zakończeniu eksploatacji. PVC można poddać recyklingowi, a wysiłki związane z recyklingiem pomagają złagodzić niektóre obawy środowiskowe związane z jego produkcją i utylizacją, ale utylizacja produktów winylowych budzi obawy o wpływ na środowisko. W rezultacie podjęto wysiłki w celu znalezienia bardziej przyjaznych dla środowiska alternatyw.
Kilka alternatywnych tworzyw sztucznych jest powszechnie stosowanych zamiast PVC w różnych zastosowaniach, zwłaszcza gdy priorytetem są kwestie środowiskowe lub określone właściwości materiału. Oto kilka alternatyw:
- HDPE (polietylen o wysokiej gęstości) jest popularną alternatywą dla PVC do zastosowań zewnętrznych i rur wodociągowych ze względu na swoją trwałość i odporność na korozję. Jest on odporny na trudne warunki pogodowe, dzięki czemu nadaje się do zastosowań zewnętrznych. HDPE jest materiałem elastycznym, co może być korzystne w sytuacjach, w których wymagana jest pewna elastyczność, na przykład w rurach wodociągowych, które muszą uwzględniać ruchy podłoża. Tworzywo to jest również lżejsze niż PVC, co może ułatwić obsługę i instalację.
- PP (polipropylen) to wszechstronne tworzywo sztuczne wykorzystywane w wielu zastosowaniach, w tym do produkcji opakowań, tekstyliów i części samochodowych. Znany jest z wysokiej temperatury topnienia i odporności na chemikalia.
- PC (poliwęglan) to przezroczysty i trwały plastik znany ze swojej odporności na uderzenia i przejrzystości optycznej. Jest powszechnie używany do drukowania 3D opraw oświetleniowych.
- PETG (glikol politereftalanu etylenu) jest powszechnie używany do zastosowań o wysokiej wytrzymałości i charakteryzuje się względną elastycznością i odpornością na temperaturę.
- Elastomery termoplastyczne (TPE) łączą w sobie cechy gumy i tworzyw termoplastycznych. Są one wykorzystywane w zastosowaniach, w których wymagana jest elastyczność i sprężystość, np. w komponentach samochodowych i urządzeniach medycznych.
Przemyślenia końcowe
Najwyraźniej drukowanie PVC jest możliwe, ale jak dotąd wydaje się, że nie było wystarczającego rozwoju, aby uczynić go powszechnie dostępnym. Może to wynikać z faktu, że produkty z PVC można kupić w bardzo konkurencyjnych cenach, a więc czas, filament i energia elektryczna, które byłyby potrzebne do drukowania za jego pomocą, mogą nie być na razie tego warte.
Może być również tak, że standardy bezpieczeństwa wymagane dla tego materiału są prawie nieosiągalne przy użyciu zwykłych drukarek hobbystycznych – toksyczne opary są jednym z największych zagrożeń. Ponadto, dla większości projektów istnieje wiele alternatyw.
Na razie jasne jest, że wciąż potrzeba więcej pracy, aby zmodyfikować technologię druku 3D z PVC, aby była łatwa do wydrukowania i gotowa do komercjalizacji.
Żródło: https://all3dp.com
