Chia sẻ kinh nghiệm khi sử dụng nhựa PVA cho máy in 3D

Công nghệ in 3D hiện nay được ứng dụng phổ biến trong nhiều ngành nghề và lĩnh vực khác nhau. Để thực hiện công nghệ in 3D thì máy in 3D và vật liệu in là những thứ vô cùng quan trọng. Hiện nay vật liệu in 3D cũng rất đa dạng về tính năng và thế mạnh khác nhau. Trong đó phải nhắc đến sợi nhựa dẻo nhựa PVA, một loại vật liệu được sử dụng khá rộng rãi trong ngành in 3D. Vậy khi sử dụng nhựa PVA cần lưu ý những điều gì và chúng ứng dụng thực tiễn ra sao? Hãy cùng 3D Smart Solutions tìm hiểu cách sử dụng nhựa PVA trong bài viết dưới đây.

1. Đôi nét về nhựa PVA

Nhựa PVA hay còn gọi là polyvinyl alcohol, nhờ vào khả năng hòa tan trong nước mà loại vật liệu này được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp in 3D. Loại nhựa này được sử dụng trong máy đùn kép FDM, nhờ vậy người dùng có thể dễ dàng thiết kế các bộ phận hình học phức tạp mà không làm ảnh hưởng đến chất lượng in. 

Nhựa PVA có những đặc điểm nổi trội khiến nhiều người lựa chọn sử dụng cho máy in 3D. Đầu tiên là khả năng phân hủy sinh học, nhựa PVA được tạo ra bằng cách trùng hợp vinyl axetat sau đó được thủy phân để thu được vật liệu ở dạng sợi để in 3D. Đặc biệt, nhựa PVA còn có khả năng hòa tan dễ dàng trong nước, loại bỏ vật liệu support mà không cần kết hợp dung môi với các thành phần phức tạp hơn. Ngoài ra, nhựa PVA còn có khả năng chống dầu mỡ cao, độ bền kéo và tính linh hoạt tốt. Với đặc tính không mùi, không độc hại nên an toàn cho con người, động vật và môi trường.

Nhựa PVA có độ nhạy cao với độ ẩm nên cần được bảo quản thật tốt để không làm ảnh hưởng đến chất liệu của vật liệu. Loại nhựa PVA này được được bảo quản ở nơi có không khí được kiểm soát cao, như vậy nhựa mới có thể giữ được những đặc tính của nó và không làm ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm in. 

2. Ưu và nhược điểm của nhựa PVA

Với các đặc điểm của nhựa PVA mang lại cho người dùng, loại nhựa này có những ưu điểm như sau: 

• Khả năng hòa tan được trong nước tuyệt vời
• Không cần sử dụng thêm dung môi đặc biệt
• Không cần thêm phần cứng bổ sung
• Chịu nhiệt tốt, ngăn ngừa sự xuống cấp của sản phẩm 
• Thân thiện với môi trường

(Nguồn: https://ultimaker.com/) 

Mặc dù có những ưu điểm ưu việt như trên nhưng loại vật liệu nào cũng có nhược điểm riêng và nhựa PVA cũng vậy, một số nhược điểm của loại vật liệu này như sau: 

• Nhạy cảm với độ ẩm do tính dễ hòa tan trong nước
• Cần bảo quản nơi kín khí hay nơi không khí có thể kiểm soát
• Khi vòi phun nóng, không đùn có khả năng gây tắc nghẽn
• Giá thành cao

Với những ưu, nhược điểm kể trên thì nhựa PVA là một loại vật liệu thích hợp sử dụng cho gia công những sản phẩm có độ phức tạp cao.  

3. Ứng dụng của nhựa PVA trong in 3D

Như đã nói ở trên, nhựa PVA thích hợp in 3D các bộ phận của sản phẩm có cấu trúc hình học phức tạp, có cấu trúc khoang bên trong, mô hình khái niệm và khuôn mẫu. Khi sử dụng nhựa PVA các sản phẩm tạo ra có bề mặt được cải thiện và thể hiện được đặc tính cơ học. 

Nhờ khả năng tạo các mô hình có cấu trúc hình học phức tạp nên nhựa PVA được ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực nghệ thuật để tạo ra các mô hình trang trí. Không chỉ vậy, một số lĩnh vực sử dụng công nghệ FDM để tạo ra dụng cụ hoặc nguyên mẫu cũng đang ngày càng tích hợp các vật liệu hòa tan như nhựa PVA để tạo ra các giá đỡ. 

Thay vì trước đây sử dụng công nghệ SLS mới có thể in được những mô hình có cấu trúc phức tạp, ngày nay có thể thực hiện một cách dễ dàng với máy in 3D công nghệ FDM khi sử dụng vật liệu hòa tan như nhựa PVA. Ngoài ra còn ứng dụng trong cơ khí như bi trượt, vòng bi, khớp nối, cơ chế bánh răng,… cũng có thể thực hiện được tạo ra với công nghệ  FDM.

(Nguồn: https://www.esun3D.net/) 

4. Các loại máy in tương thích với nhựa PVA

Để sử dụng nhựa PVA trong công nghệ in 3D doanh nghiệp cần trang bị một chiếc máy in có thể thực hiện in kép. Có thể tham khảo một số dòng máy in thực hiện chức năng in kép dưới đây:

4.1. Máy in 3D Bigrep ONE

Máy in 3D BigRep có xuất xứ tại Berlin Đức, hoạt động liên tục với độ ổn định cao, và bền bỉ theo thời gian. 

BigRep ONE là máy in 3D phù hợp với các ngành công nghiệp ô tô hoặc hàng không vũ trụ. Loại máy này sử dụng loại vật liệu in 3D như PLA, PETG, Pro HT, Pro HS, Pro FLEX và vật liệu support là nhựa PVA.

(Nguồn: https://bigrep.com/) 

Khách hàng có thể tham khảo dòng sản phẩm này tại 3D Smart Solutions, liên hệ ngay để nhận báo giá sớm.

Ngoài những loại máy kể trên, khách hàng có thể tham khảo thêm một số thương hiệu máy in khác có đầu phun thực hiện in kép và công nghệ FDM khác tương thích với nhựa PVA. 

4.2. Máy in 3d BigRep STUDIO

Máy in 3D BigRep STUDIO là sản phẩm được đánh giá là sản phẩm có hiệu quả cao cùng với chi phí phải chăng cho máy in chi tiết lớn. Tiếp nối thành công của các sản phẩm STUDIO G1, thì phiên bản mới STUDIO G2 mang đến khả năng in 3d các vật liệu mài mòn và kỹ thuật, chịu nhiệt và tương thích với nhựa PVA . 

(Nguồn: https://bigrep.com/) 

Ưu điểm của máy in 3D BigRep Studio phải kể đến bàn in được gia nhiệt tốc độ nhanh và buồng in 3D kín giúp kiểm soát nhiệt độ. Cũng nhờ vậy mà sản phẩm in 3D bằng máy bigrep STUDIO có độ chính xác, tinh xảo cao và cũng không bị biến dạng.

4.3. Máy in 3D bigrep PRO

Với thể tích 1 mét khối, BigRep PRO là máy in 3D công nghiệp hoàn toàn khép kín, được dùng để sản xuất các bộ phận lớn, bao gồm các nguyên mẫu chức năng, dụng cụ nhà máy, khuôn mẫu và các bộ phận sử dụng cuối. 

BigRep PRO cung cấp cho các nhà thiết kế và các nhà sản xuất một giải pháp linh hoạt, dễ sử dụng để sản xuất nhanh hơn cùng với chi phí rẻ hơn. Tương thích với nhựa PVA, được hỗ trợ bởi cổng chuyển động chính xác cùng với các bộ phận CNC của Bosch Rexroth, máy in 3D BigRep PRO mang đến những sản phẩm có độ chính xác cao và chất lượng. 

(Nguồn: https://bigrep.com/) 

Ngoài ra máy in 3D Bigrep PRO còn có công nghệ đùn Metering (MXT®) phát minh mới, kiểm soát nhiệt độ của cả buồng in 3d và buồng chứa sợi nhựa là những điểm mạnh của dòng sản phẩm này.

5. Mẹo chuyên nghiệp in 3D với nhựa PVA

Khi sử dụng nhựa PVA để in 3D, người dùng cần lưu ý một số điều sau để không gặp phải những sự cố in thường gặp liên quan đến nhựa PVA như hút ẩm, cong vênh và bốc khói.

• Do nhựa PVA có khả năng hòa tan trong nước cao nên việc bảo quản sợi nhựa trong hộp không có độ ẩm là bắt buộc. Nếu nhựa PVA hấp thụ nước từ không khí trong quá trình in sẽ làm hỏng chất lượng và độ bền của chi tiết được tạo ra từ máy in. 
• Nên sử dụng tấm chắn rỉ có ít nhất hai đường viền khi sử dụng vật liệu in PLA và nhựa PVA là vật liệu support, tấm chắn này sẽ giúp ngăn chặn những cặn nhựa từ hai đầu phun tiếp cận với các bộ phận được in. 
• Nên sử dụng nhựa PVA với tính năng interface support để giảm thiểu lượng vật liệu được sử dụng cho các cấu trúc support. Nhờ vậy mà người dùng chỉ cần sử dụng vật liệu nhựa PVA ở các mặt phân cách giữa mẫu in và các supports, giúp tiết kiệm được chi phí khi mua nhựa PVA bởi giá thành của loại nhựa này trên thị trường khá cao.

Ngoài những lưu ý kể trên, 3D Smart Solutions gợi ý cho bạn một số mẹo chuyên nghiệp khi sử dụng nhựa PVA trong khi in 3D:

• Khi thiết lập máy in 3D, người dùng nên làm mát lò trước khi in để có thể ngăn chảy nước và tắc nghẽn
• Loại bỏ lớp ngăn cách support để bề mặt sản phẩm hoàn thiện tốt hơn. Nhựa PVA sẽ bị hòa tan nên sẽ không có vấn đề gì nếu nó liên kết với bộ phận trong khi in. 

6. Hậu quả khi mua nhựa PVA in 3D kém chất lượng và lời khuyên từ chuyên gia

Ngoài sử dụng một chiếc máy in chất lượng thì chất lượng của vật liệu in cũng ảnh hưởng rất nhiều đến kết quả in. Khi sử dụng vật liệu in kém chất lượng, đặc biệt là nhựa PVA kém chất lượng, người dùng sẽ gặp một số vấn đề như sau:

6.1. Ảnh hưởng đến sức khỏe người dùng

Sợi nhựa PVA không đảm bảo chất lượng hay những sợi nhựa không có nguồn gốc rõ ràng sẽ ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm. Thông thường nhựa PVA có giá thành khá cao nên khi chọn mua sợi nhựa PVA có giá thành thấp hơn nhiều so với giá thị trường thì có khả năng chúng đã được pha trộn những thành phần độc hại, bạn nên lưu ý khi mua loại vật liệu này.  

6.2. Làm hại đến máy in 3D

Với những sợi nhựa PVA chất lượng thấp có chứa nhiều chất độn, lỗ khí, cát sạn, các tạp chất khác khiến cho trong quá trình sử dụng làm đầu phun bị tắc nghẽn, thậm chí làm hỏng đầu phun. Người dùng sẽ mất khoản chi phí cho việc thay đầu phun, thay thế nhựa PVA mới chất lượng hơn, gây tổn thất những khoản phí không đáng có. Việc phải thay hay sửa chữa nhiều lần đầu phun cũng làm ảnh hưởng không nhỏ đến chất lượng của máy in, từ đó sản phẩm được tạo ra từ máy in không đảm bảo chất lượng như bạn mong muốn. 

6.3. Chất lượng sản phẩm đầu ra bị ảnh hưởng nhiều

Với những sợi nhựa PVA có chất lượng thấp, bị pha trộn nhiều tạp chất sẽ không thể cho ra những sản phẩm chất lượng tốt nhất được, nhất là đối với những dòng máy in 3D cao cấp thường rất kén chọn vật liệu in. 

Khi sử dụng vật liệu in kém chất lượng, đặc biệt là nhựa PVA chất lượng kém sẽ có những dấu hiệu nhận biết như sau:

• Sợi nhựa PVA bị giòn hoặc đường kính sợi nhựa không đồng nhất làm việc đùn nhựa không tốt, gây ra không đều, độ nhám lớn và gây kẹt nhựa do đầu đùn nhựa có đường kính cố định.  
• Cặn trong sợi nhựa PVA sẽ gây kẹt nhựa hoặc nghẹt làm nhựa cấp ra không đều, làm hỏng sản phẩm
• Sản phẩm in 3D được tạo ra xuất hiện rỗ khí
• Khi in sẽ xảy hiện tượng sợi nhựa PVA bị đứt gãy đột ngột

(Nguồn: https://www.matterhackers.com/) 

6.4. Gây lãng phí tiền bạc và công sức khi dùng nhựa PVA kém chất lượng

Mặc dù sử dụng sợi nhựa PVA kém chất lượng sẽ tốn ít chi phí hơn nhiều so với sợi nhựa chất lượng tốt. Nhưng bạn có thể mất thêm nhiều chi phí thay thế và sửa chữa khác cho máy in, gây lãng phí không đáng có. 

Với những hậu quả của việc sử dụng vật liệu kém chất lượng kể trên thì việc sử dụng nhựa PVA chất lượng cao là vô cùng cần thiết. Với những người có nhiều kinh nghiệm sử dụng, khi thực hiện công nghệ in 3D cũng cho lời khuyên về việc sử dụng vật liệu nhựa PVA có chất lượng tốt để đạt hiệu quả làm việc tốt nhất. 

Sau nhiều năm hoạt động, 3D Smart Solutions tự hào là đơn vị tiên phong về cung cấp giải pháp 3D chuyên nghiệp. Để tránh những hậu quả gặp phải do việc sử dụng vật liệu kém chất lượng, chúng tôi đảm bảo cung cấp cho khách hàng những vật liệu in chất lượng nhất. 3DS cung cấp chủ yếu hai loại vật liệu in 3D là resin (SLA/LFS) nhập khẩu từ Mỹ và sợi nhựa (FDM/FFF) nhập khẩu từ Hàn Quốc, trong đó có sợi nhựa PVA. Các sản phẩm do chúng tôi cung cấp đều là những sản phẩm chính hãng, chất lượng với những gói ngân sách phù hợp với nguồn ngân sách của doanh nghiệp. 

7. Tổng kết

Với những sản phẩm in 3D có cấu trúc phức tạp, việc sử dụng nhựa PVA làm vật liệu support mang lại kết quả in ấn tượng. Nhờ khả năng hòa tan trong nước nên khi sử dụng nhựa PVA làm vật liệu support, thì khi tạo ra thành phẩm chỉ cần ngâm chúng trong nước để vật liệu support hòa tan trong nước sẽ cho ra được sản phẩm hoàn thiện chất lượng cao mà không phải tự tháo gỡ. 

Việc sử dụng những vật liệu in kém chất lượng nói chung, nhựa PVA kém chất lượng nói riêng sẽ tạo ra những sản phẩm in kém chất lượng, độ chính xác của mẫu không đạt chuẩn, làm hỏng mạch xử lý của máy in 3D,… Chính vì vậy, người dùng cần lưu ý đến vấn đề này và chọn những vật liệu in chất lượng nhất để tránh “tiền mất tật mang”. 

Với năng lực và kinh nghiệm cũng như nhiều năm kinh doanh trong lĩnh vực công nghệ 3D của mình, 3D Smart Solutions đã đồng hành cùng rất nhiều doanh nghiệp lớn nhỏ trong các lĩnh vực, ngành nghề khác nhau. Chúng tôi cung cấp cho doanh nghiệp những giải pháp công nghệ và dịch vụ in 3D toàn diện trong quá trình sản xuất và phát triển. Các vật liệu do chúng tôi cung cấp đều đến từ những thương hiệu có tiếng trong công nghệ in 3D, đặc biệt là nhựa PVA. Chúng tôi tự hào là đối tác tin cậy của các công ty hàng đầu trong lĩnh vực công nghệ 3D. 

Để biết thêm nhiều thông tin hơn và sở hữu những vật liệu in chất lượng nhất, hãy tham khảo tại website này để nhận báo giá và tư vấn kỹ hơn.

Bài viết liên quan: 

• Công nghệ in 3D: Lợi ích, Ứng dụng và kinh nghiệm lựa chọn dịch vụ phù hợp
• Giới thiệu về công nghệ in 3D và cách chọn máy in 3D phù hợp
• Công nghệ in 3D SLS: Ứng dụng, lợi ích và Top 10 Máy in 3D SLS phổ biến tại Việt Nam
• Công nghệ in 3D SLA: Lợi ích, Ứng dụng & Kinh nghiệm lựa chọn máy in 3D phù hợp
• Công nghệ in 3D FDM: Ứng dụng, lợi ích và kinh nghiệm lựa chọn máy in 3D FDM cho doanh nghiệp