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3D打印的水溶性支撐材料PVA樹脂的介紹

（一） 為什么3D打印需要水溶性的支撐材料？

FDM快速成型機（熔融噴絲型）采用單、雙噴頭的深層分析

眾所周知FDM（3D打印的一種）快速成型機（熔融噴絲型）在制作過程中需要有支撐結構，快速成型技術中關于支撐技術的難點和技術核心是如何讓支撐結構能夠支撐住工件、同時又能把支撐結構很容易地從工件上剝離出去。

目前解決這個難題的方法有兩個：一、工件和支撐采用不同的材料，支撐材料為水溶性的，把帶有支撐結構的工件放在專用的液體中，可以將支撐結構融化掉。這樣以來，就必須有兩個噴頭，一個噴頭噴出工件的材料，一個噴頭噴出水溶性的支撐材料，這就是所說的雙噴頭FDM快速成型機。目前美國STRATSYS公司的FDM快速成型機就是采用的水溶性支撐雙噴頭技術；國內的也有采用雙噴頭技術的，但是和美國STRATSYS公司不同的是所采用的支撐材料不是水溶性材料，所以支撐分離性要差一些。二、通過優化支撐接觸部的微狀結構、支撐部的比例和材料的性能，如同SLA光固化快速成型技術一樣，工件和支撐采用同一材料，這種支撐技術只需要一個噴頭就可以了，這就是所說的單噴頭技術FDM快速成型機。所以，無論單噴頭技術還是雙噴頭技術，其核心需要解決的是支撐的分離問題，只要能良好的解決分離問題，采用單、雙噴頭都是可以的，比較單噴頭技術和雙噴頭技術，還是各有優缺點：一、雙噴頭水溶性支撐技術，其優點是結構內腔的支撐比較容易去除，缺點是雙噴頭定位精度差、維護復雜、故障率高。二、單噴頭支撐技術，其優點是精度高、維護簡單，缺點是內腔部分支撐不易去除。

（二）常用的水溶性支撐材料聚乙烯醇（PVA）是什么？

聚乙烯醇（PVA）是一種用途廣泛的水溶性高分子聚合物，其性能介于塑料和橡膠之間。

水溶性機理：聚乙烯醇是人們最熟悉的水溶性高分子，它是白色、粉末狀樹脂，由聚醋酸乙烯水解而得。其結構式為：

由于分子鏈上含有大量側基———羥基，聚乙烯醇具有良好的水溶性。

性質

聚乙烯醇是一種白色粉末狀、片狀或絮狀固體，玻璃轉化溫度60～85°C。聚乙烯醇含有許多醇基，具有極性，且可與水形成氫鍵，故能溶于極性的水；聚乙烯醇也可溶于熱的含羥基溶劑如甘油、苯酚等，不溶于甲醇、苯、丙酮、汽油等一般有機溶劑。

按聚合度可分為超高聚合度（分子量25～30萬）、高聚合度（分子量17～22萬），中聚合度（分子量12～15萬）和低聚合度（分子量2.5～3.5萬）。醇解度一般有完全醇解（醇解度98～100％）、部分醇解（醇解度87～89％）和醇解度78％三種。產品牌號中一般將聚合度的千、百位數字放在前面，醇解度放在后面，例如聚乙烯醇17-99即表示聚合度為1700，醇解度為99％。

制取

乙烯醇單體不穩定。聚乙烯醇不能從單體乙烯醇制備，只能通過聚醋酸乙烯酯部分或全部水解制取。具體過程為聚醋酸乙烯酯在堿作用下與甲醇反應制得。

用途

用途非常廣泛，可用作漿料、涂料、黏著劑（例如透明膠水）、穩定劑、分散劑、乳化劑、增厚劑、感光劑和填充材料等。

毒性

無毒，對皮膚無刺激作用，不會引起皮膚過敏，但粉塵對眼部有刺激作用。吸入、攝入或經皮膚吸收后對身體有害.

注意：封面圖片來自深圳光華偉業，PVA配圖來自日本可樂麗，純屬介紹知識，并不用于商業用途

附公司介紹：

深圳市光華偉業實業有限公司：自2007年開始從事3D打印材料的研制，現已成功開發出PLA、ABS、PVA（水溶性支撐材料）、PC、HIPS、導電和尼龍等各類3D打印耗材。我們擁有自主開發的專業生產線，擁有自主知識產權的配方。產品強度高，韌性好，線徑精準，色澤均勻，熔點穩定。

可樂麗：波瓦爾樹脂是可樂麗在全球率先實現工業化的功能性樹脂，也是可樂麗集團的核心產品之一。在日本、德國、新加坡建立了該產品的三極生產體制，占有世界最大的市場份額。

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桌面3D打印機再添3種新材料

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