Металлообработка 2026 Реклама
Металлообработка 2026 Реклама

PVDF пластик. Новый материал для необычных применений

FABERANT 3D
Идет загрузка
Загрузка
22.04.2026
9959
27
Расходные материалы

Подпишитесь на автора

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

12
Статья относится к принтерам:
Faberant Cube

Поливинилиденфторид (PVDF) — это высокотехнологичный термопластичный фторполимер. Материал занимает особое место среди инженерных пластиков благодаря уникальному сочетанию свойств, которые редко встречаются в одном полимере.

PVDF пластик. Новый материал для необычных применений

PVDF является родственником фторопласта, но в отличие от него, PVDF может перерабатываться методом экструзии, что делает его совместимым с технологией FFF/FDM 3D-печати.

Одна из особенностей PVDF - пьезоэлектрический эффект. Это генерация электрического заряда при механической деформации. Также пластик обладает пироэлектрическим эффектом - чувствительностью к изменению температуры.

Одни источники сообщают, что при обычном охлаждении из расплава, PVDF формирует неполярную кристаллическую фазу, которая не дает вышеописанных эффектов.

Другие исследователи считают, что в процессе 3D-печати возникают сдвиговые напряжения, которые могут индуцировать возникновение электроактивной кристаллической фазы непосредственно во время печати.

В промышленности для получения электроактивной кристаллической фазы PVDF (с пьезоэлектрическим эффектом) требуются специальные методы: механическое растяжение, поляризация в сильном электрическом поле или контролируемая кристаллизация.

Сейчас самое массовое направление в научных исследованиях PVDF - это печать гибких сенсоров, которые преобразуют механическое воздействие (касание, изгиб, нажатие) в электрический сигнал. Например, из PVDF можно изготовить сенсорные панели для игровых контроллеров и тактильных интерфейсов. Можно создать электронную кожу для роботов - пьезоэлектрические сенсоры, размещенные на поверхности робота дадут ему осязание посредством определение силы касания и распределения давления.

По химическим свойствам, PVDF инертен к кислотам, растворителям, углеводородам и большинству агрессивных сред. Стабилен под действием солнечного света и атмосферных воздействий, нетоксичен и биосовместим. Влагопоглощение пластика очень низкое, негигроскопичен. Температура плавления 180–190°C, эксплуатации - до 150°C.

Используется в химической промышленности: трубы, фитинги, клапаны и насосы для перекачки агрессивных жидкостей. Защитные покрытия для оборудования, работающего в агрессивных средах.

Подходит для микрофлюидных чипов - лабораторий на чипе для химических реакций.

Используется PVDF и в электронике: связующее для электродов литий-ионных батарей, диэлектрик для конденсаторов, изоляция для проводов в авиации и космической технике.

Используется в медицине как компонент биосовместимых имплантатов. Например, томские онкологи применяют 3D-печатные имплантаты из PVDF.

Проблемы 3D-печати PVDF

PVDF считается капризным материалом, требующим опыта и правильно настроенного оборудования.

Обладает высокой усадкой - значительно сжимается при охлаждении в процессе 3D-печати, что приводит к отрыву от печатного стола и искажению геометрии детали.

PVDF пластик. Новый материал для необычных применений

В наших опытах усадка при печати детали с 100% заполнением составила 4%, что при температурах стола 120°С, приводило к неминуемому отрыву от стола и порче изделия.

При повышении температуры стола 3D-принтера от 130°С и до 150°С - небольшие детали хорошо держались на столе и печать шла до конца.

Также нужно знать, что PVDF может быть опасен - при превышении температуры печати в 265°C он начинает деградировать с выделением опасных газов.

Результаты 3D-печати PVDF

Пластик PVDF нам предоставил для испытаний отечественный производитель "Полюс Про Инжиниринг".

Печать велась на высокотемпературном 3D-принтере Faberant Cube нашей разработки.

PVDF пластик. Новый материал для необычных применений

Первые пробы были неудовлетворительными - печать этим пластиком без тщательного подбора параметров действительно невозможна.

Далее мы подобрали оптимальные параметры и получили хороший результат. К сожалению, пластик PVDF капризный, если печатать им быстро, как обычными пластиками, то ничего не получится.

Нам пришлось драматически снизить скорость печати, чтобы получить хороший внешний вид деталей и хорошую адгезию слоев для всех наших тестовых заданий. Если обычным АБС пластиком мы могли печатать на линейной скорости 200 мм/сек с потоком экструдера до 106 см3/час, то PVDF только на скорости 9 мм/сек с потоком 0,9 мм3/с. При повышении скорости адгезия слоев начинала ухудшаться. При повышении температуры печати для мелких деталей, становился заметным перегрев детали с ухудшением внешнего вида.

Печать велась с помощью сопла с медным ядром нашей разработки, которое полностью прогревает весь объем пластика внутри себя, что требуется для современной очень быстрой печати.

Уверены, что скорость печати PVDF для более крупных деталей с более разреженной заливкой можно поднять еще в 2-3 раза, но для каждой детали нужно будет тщательно подбирать все параметры. Мы были ограничены тестовым образцом в 100 грамм пластика PVDF, поэтому не дошли до тестов печати крупных изделий.

Печать PVDF проводилась в следующей конфигурации:

3D-принтер Faberant Cube

Сопло с медным ядром, диаметр 0,5 мм

Высота слоя 0,2 мм

Температура стола: 130°С

Температура сопла: 220°С

Скорость печати: 9 мм/сек

Общий результат печати из PVDF:

PVDF пластик. Новый материал для необычных применений

Печать трубки из PVDF:

PVDF пластик. Новый материал для необычных применений

Печать полоски из PVDF:

PVDF пластик. Новый материал для необычных применений

Печать крышки из PVDF:

PVDF пластик. Новый материал для необычных применений

Похоже, что эта статья - первая в отечественном сегменте сети с реальными фотографиями результатов печати PVDF. Если в знаете еще примеры, дайте ссылки в комментариях, хочется сравнить результаты.

Подпишитесь на автора

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

12
Комментарии к статье
Lider 3D Реклама
Lider 3D Реклама