Introduzione alla Stampa 3D

TECNOLOGIE STAMPANTI 3D.

• Filamento ( FDM :Fused deposition modeling )

• Resina (DLP/SLA)

• “Polveri”(SLS)

“ Le diverse tecnologie di stampa 3D. Fonte: Formlabs “

MATERIALI STAMPANTI 3D

PLA (Acido polilattico)

1. PLA è realizzato utilizzando materie prime rinnovabili come l’amido di mais.

2. Questo materiale si può decomporre, ma solo in determinate condizioni aerobiche.

3. Estrudibile a temperature inferiori (non necessita di piano riscaldato), minore tendenza alla deformazione, aspetto traslucido.

4. Minore resistenza, maggiore rigidità, inizia a deteriorarsi a 60 gradi.

PET-G (Poliestere modificato con glicole)

1. Plastica amorfa che può essere riciclata al 100%, con la stessa composizione chimica del polietilene tereftalato (PET)

2. I supporti di stampa non sono molto adatti

3. Può essere utilizzato per creare parti abbastanza resistenti con discrete prestazioni anche a caldo

ABS (acrilo butadiene stirene)

1. Derivato dal petrolio-Solubile in Acetone.

2. Leggerezza, robustezza, durabilità, resistenza a temperature abbastanza elevate (fino ai 100 gradi circa), facilità di utilizzo e di riciclo, buona flessibilità.

3. Cattivo odore e fumi tossici, necessità di un piatto riscaldato, tendenza a deformarsi.

4. Polipropilene (PP) - Nylon - TPU e TPE - Policarbonato (PC)-Materiali compositi

ELEMENTI STAMPANTE FDM

Estrusore

sistema composto da: - Trascinatore (detto feeder)

- Elemento riscaldante (hotend)

- Ugello (nozzle)

Feeder può essere Direct Drive oppure Bowden

1. Cuscinetto guidafilo/spingifilo,

2. La ruota godronata/dentata/zigrinata

3. molla pressione cuscinetto guidafilo

4. Motore Stepper

Hotend e Ugello

1. dissipatore o heatsink

2. La gola o heatbreak

3. Il blocchetto riscaldante o heated block

4. Nozzel o Ugello

• cartuccia riscaldante

• termistore/termocoppia.

Nozzel o Ugello

Diverse dimensioni.

- da 0,4mm a 3 mm

“ Elementi di una stampante 3D FDM. Fonte : Help3D “

STAMPANTI FDM STRUTTURE PRINCIPALI

“ differenze tra delta e cartesiana. Fonte : Scielo “

Elementi presenti:

• 3X motori passo-passo

• Piano riscaldato

• Scheda madre con alloggio Driver

• Sistema interfaccia Operatore-Macchina.

• Alimentatore

• Sensore

DA STL A G-CODE

Lo slicer

è un programma in grado 1 di convertire i tuoi modelli 3D (in formato STL o OBJ) in un codice composto principalmente di coordinate di movimento, temperature di riscaldamento, velocità e comandi vari

I principali programmi:

• Prusa Slicer (gratis)

• Cura (gratis)

• Ideamaker (gratis)

• Super Slicer (gratis)

• Simplify3D (a pagamento)

lo slicer “affetterà” l’oggetto in tante piccole fette seguendo l’asse verticale Z. Tanto più sottili saranno, più bello risulterà l’oggetto a livello estetico (risoluzione di stampa in Z) non è l’unico parametro da tenere in considerazione.

“ Funzione di slicing. Fonte : Help3D “

CALIBRAZIONI FONDAMENTALI

• Livellare il piano di stampa manualmente e in seguito ( WASP) Calibrazione automatica.

“ problemi dovuti a una calibrazione errata. Fonte : Prusa3D”

• Regolare la distanza ugello-piano (Z Offset):

Giusta distanza tra ugello e il piano di stampa per il primo strato che verrà depositato.

“ regolazione delle distanze. Fonte : Help3D “

Nel caso della macchina da stampa (WASP) il valore della distanza dell’ugello dal piatto per il primo layer viene inserito manualmente dall’operatore in fase di prestampa.

PARAMETRI FONDAMENTALI STAMPA

La WASP fornisce tramite il suo sito profili per tutte le sue macchine,ottime come base di partenza per la creazione di profili personalizzati a seconda dei lavori.

• Diametro della bobina.

• Posizionamento del pezzo ( facilità di stampa e resistenza oggetto )

• Risoluzione di stampa lungo l’asse Z, → altezza Layer

• Risoluzione Planare → larghezza estrusione

• Riempimento

• Perimetro di stampa

• Strati pieni superiori/inferiori oppure top/bottom layers

• Supporti di stampa - Bridging

Risoluzione di stampa lungo l’asse Z, → altezza Layer

La massima altezza layer che puoi raggiungere è data dalla dimensione del nozzle che monti. La teorica “migliore” risoluzione massima (o minima dipende dai punti di vista) che puoi raggiungere è pari all’ 80% del diametro dell’ugello

• se monti uno 0.4 mm allora il tuo spessore layer massimo potrà essere di circa 0.32 mm.

• Se monti uno da 0.8 mm potrai arrivare a depositare layer da ben 0.64 mm.

Utilizzare nozzle più grandi o più piccoli non influenza la possibilità di stampare a layer sottilissimi.

con un nozzle da 0.8 mm potrai stampare ad una risoluzione in Z pari a 0.05 mm.

La minima risoluzione/minimo spessore che puoi raggiungere non è dato dal diametro ugello bensì da altre caratteristiche della macchina, come risoluzione dei motori, passo della vite, qualità dell’estrusore, dal materiale ecc ecc.

tempi di stampa: con ugelli molto grandi dimezzi se non di più i tempi di stampa proprio perché è possibile lavorare con strati molto più spessi.

Se il tuo obiettivo è risparmiare tempo e non ti interessa molto la finitura in Z del tuo oggetto , allora utilizza nozzle più grandi possibili.

Inoltre che, la resistenza di un pezzo stampato dipenda anche dalla risoluzione in Z di quest’ultimo. Layer più “alti” o grezzi, conferiscono al pezzo una maggiore resistenza.

“ Fonte : Help3D “

Risoluzione Planare → larghezza estrusione

(Extrusion Width)

Aggiungere il 20% circa al diametro, per calcolare la EW di partenza per poi effettuare le calibrazioni di rito (thin wall test)

Velocità non dipenda solo da quanto spesso è uno strato ma anche da quanto è larga la nostra estrusione.

“ larghezza di estrusione. Fonte : Help3D “

Velocità non dipenda solo da quanto spesso è uno strato ma anche da quanto è larga la nostra estrusione.

Un ugello da 0.4 mm e stai lavorando con una EW calibrata a 0.45 mm. Se nella tua stampa hai impostato 4 loop/perimetri vuol dire che dovresti ottenere una parete di circa 1,8 mm.

se si ultilizza un ugello da 0.8 mm con una EW impostata (per esempio) a 0.9 mm: 4 loop da 0.9 mm di larghezza vogliono dire 3.6 mm di parete Quindi se il nostro obiettivo è di avere comunque una parete di 1,8 mm ci basteranno semplicemente n° 2 loop.

nozzle più grande = stampe veloci e più resistenti.

Maggiore è la EW migliore sarà il bonding (la fusione) tra uno strato e l’altro.

Causa della EW troppo larga, purtroppo, perdiamo buona parte dei dettagli della nostra stampa. risoluzione planare

cosa potrai riprodurre te lo dirà la Extrusion Width e di conseguenza il tuo diametro del nozzle/ugello. Se stai cercando di stampare un particolare che ha dei dettagli da 0.2 mm e tu stai lavorando con una EW da 0.9 mm sarà impossibile realizzarli.

“ nozzle. Fonte:Help3d”

CALIBRAZIONE FLUSSO DI STAMPA

Questo test eseguito per ogni singolo materiale, sarebbe buona norma creare un profilo per ogni materiale/marca/colore di filamento.

1. Verificare il diametro del filamento e inserire il valore all’interno dello slicer.

2. Impostare il valore “extrusion Multiplier” a 1.

3. Impostare il valore Extrusion Width desiderato.

4. Carichiamo il file “Thin wall test” impostiamo una singola parete e andiamo in stampa.

5. Con un calibro misuriamo lo spessore delle pareti ottenute.

6. con la seguente formula calcoliamo il valore corretto da inserire in “extrusion Multiplier”

((valore teorico) : (valore misurato)) x (extrusion Multiplier)