STAMPARE 3D
LA GUIDA COMPLETA PER INIZIARE
INDICE DELL' ARTICOLO
Benvenuto in questa guida Binarioprint per capire come stampare 3D al meglio!
In questa guida pratica vorrei darti tutte le conoscenze fondamentali per capire e utilizzare la tua stampante, non mi dilungherò su cenni storici o nozionistici, bensì voglio darti una guida pratica da consultare per risolvere problemi o migliorare i tuoi successi di stampa!
Sei pronto? Partiamo con la stampa 3D a filamento (FDM)
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I COMPONENTI DELLA STAMPANTE 3D
Le stampanti FDM sono macchine semplici, ma per un profano possono essere ostiche da capire, soprattutto in caso di qualche malfunzionamento.
Hai due possibilità principali di acquisto:
- Comprare una stampante pre-assemblata e calibrata
- Comprare un KIT che dovrai assemblare e calibrare
Nel secondo caso sarà fondamentale conoscere i componenti (anche se al giorno d’oggi è tutto molto semplice)
Vediamoli per farci un’idea!
1) ESTRUSORE : L’estrusore è il componente principale della stampante ed è quello che permette al filamento di essere sciolto e depositato. Nelle stampanti FDM cartesiane (cioè quelle che si muovono su assi X,Y,Z) l’estrusore ha la possibilità di muoversi sull’sse Y e Z, cioè in modo orizzontale e verticale.
2) PIANO DI STAMPA: Il piano accoglie i layer di stampa e si muove lungo l’asse X (cioè avanza e arretra), nella maggior parte dei casi può essere riscaldato, il che favorisce l’adesione e impedisce la deformazioni di alcuni materiali.
3) MOVIMENTAZIONI: Le movimentazioni della stampante sono prodotte da motori e pulegge che trasmettono il moto a delle cinghie in gomma. Le strutture, come il piatto e l’estrusore sono sostenute da carrelli o boccole che slittano su delle guide tonde o profilati in alluminio.
4) SCHEDA DI CONTROLLO E DISPLAY: La scheda di controllo è il cervello della tua stampante è collegabile al pc via USB, dal display puoi modificare tutti i settaggi, quali velocità di stampa, temperature ecc.
Nella maggior parte dei modelli è prevista una entrata per scheda SD, per far lavorare la stampante senza l’utilizzo di un pc dedicato.
5) ALIMENTATORE: permette alla stampante di essere alimentata
6) BOBINA FILMENTO: questo è il cibo che mangia la tua stampante, è il materiale che verrà sciolto e depositato, il diametro del filamento più utilizzato e 1,75 ma esistono anche da 3 mm. Parlemo un po’ dopo dei materiali.
Bene! dopo questa dovuta introduzione passiamo alle cose succose!
COME FUNZIONANO LE STAMPANTI 3D FDM?
Ti ho già anticipato alcune cose ma vediamo con precisione cosa serve per poter stampare 3D!
Abbiamo capito che la stampante alza la temperatura per fondere il filamento e lo deposita su strati, fino a creare quello che può essere una statuetta o un oggetto qualsiasi, BENE.
Ma per muoversi la stampante ha bisogno di istruzioni ed è qui che entrano in gioco gli STL e G-CODE.
stl e g-code: cosa sono?
STL è un formato di file che piace alle macchine a controllo numerico (della quale famiglia fanno parte le stampanti 3D).
Ma le stampanti fdm non sono in grado di capire un modello 3D senza spiegazioni, queste spiegazioni si chiamano G-CODE.
Quindi andando per gradi, abbiamo bisogno di:
- Un modello che vogliamo stampare 3D (in formato STL)
- Una traduzione del disegno in G-CODE in modo che la stampante possa capirlo
- Ovviamente materiale da depositare per creare il modello
ottenere il modello 3d
Per avere un modello 3D ci sono diverse possibilità:
- Disegnarlo con un software di modellazione 3D
- Scaricarlo da internet su siti che vendono/offrono gratuitamente i download
- Scannerizzare un oggetto con uno Scanner 3D
software per la modellazione 3D
Il software di modellazione 3D è sicuramente il miglior metodo per ottenere un modello 3D; questo perchè ci permette di avere il maggior controllo sulla progettazione e sulle caratteristiche che dovrà avere il nostro oggetto.
Ovviamente imparare a utilizzare un software di modellazione 3D necessità di tempo e impegno, ma è la via che ti consiglio al 100%.
Il software che utilizzo e consiglio è questo:
- Fusion 360: è un software di casa Autodesk scaricabile con licenza gratuita utilizzabile per modellare in diverse maniere e per diversi settori, personalmente lo utilizzo in:
– progettazione meccanica
– design del prodotto industriale
– reverse engineering
– modellismo
Dai un’occhiata a questa mia Guida completa su Autodesk Fusion 360!
Se invece vuoi conoscere più software di modellazione gratuiti da poter utilizzare dai un’occhiata a questo articolo dove parlo dei migliori software per stampa 3D.
piattaforme per scaricare modelli 3d
Un metodo molto utilizzato per ottenere modelli 3D è quello di utilizzare piattaforme online dove poter scaricare progetti gratuitamente o a pagamento.
In genere i progetti a pagamento sono ben fatti, mentre per quelli gratuiti bisogna cercare meglio per trovare progetti ottimi 🙂
Tra i migliori troviamo:
- Cults3d (CONSIGLIATO)
- Thingiverse
- Turbosquid
- Grabcad
- Pinshape (CONSIGLIATO)
- Yeggi
- Sketchfab
- Myminifactory (CONSIGLIATO)
- Youmagine
- Artec3D
scansioni 3D: crerare modelli 3D
Anche utilizzare Scanner 3D è un ottimo modo per ottenere un modello 3D; in questo caso lo scanner riesce a rilevare le forme, le dimensioni e spesso anche i colori dell’oggetto inquadrato, sottoponendo le diverse porzioni dell’oggetto (inteso come le varie inquadrature, fronte, retro, laterali ecc.) il risultato è un modello 3D creato sommando i vari rilevamenti.
Ti consiglio qualche scanner per cominciare a farti un’idea:
LO SLICER: TRADURRE IL MODELLO 3D
Super! diciamo che hai usato uno dei metodi spiegati in precedenza e ora hai il modello che vuoi stampare 3D!
A questo punto dobbiamo trovare un modo per tradurlo in un linguaggio comprensibile alle stampanti fdm.
Per fare questo è necessario una tipologia di software che si chiama Slicer.
Lo slicer elabora il modello 3D e letteralmente lo traduce scrivendo delle istruzioni testuali chiamate G-CODE.
Il G-CODE che non è altro che un file di testo che la stampante andrà a leggere.
Eccone un frammento qui sotto…sembra complicato vero? In effetti lo è 😀
Ma la cosa bella è che a noi non serve per forza capire i comandi, la cosa fondamentale è che sia la stampante a leggerli.
L’unica cosa che ci interessa è dare le giuste indicazioni per stampare 3D al meglio e questo è proprio quello che si fa con uno Slicer!
quali sono i migliori slicer?
Tra i migliori Slicer abbiamo:
- Simplify 3D: è il top, ed è a pagamento a 149$
- Slic3r PE: è un software gratuito molto utilizzato nel mondo 3D
- Cura: un fantastico software gratuito di casa Ultimaker
Imparare a utilizzare lo slicer è uno dei fondamenti per raggiungere un livello soddisfacente delle proprie stampe e soprattutto raggiungere un tasso di fallimento il più vicino possibile a 0.
Si! perchè i fallimenti nella stampa 3D sono una cosa a cui devi abituarti e da cui devi assolutamente imparare, a fine guida parleremo dei maggiori problemi che si possono verificare e come risolverli 🙂
Per cominciare ti consiglio di utilizzare dei preset di slicing che puoi trovare sui siti dei produttori della tua stampante o su innumerevoli forum online.
I preset sono settaggi base, di solito funzionano più che bene e si suddividono per materiale e spessore del layer.
Dai un occhiata a questa Guida su Simplify 3D! Personalmente utilizzo questo.
MATERIALI PER STAMPARE 3D
Ricordati questo!
Una volta calibrate bene le stampanti fdm è il materiale che fa la differenza.
Un filamento ben fabbricato e con delle caratteristiche tecniche valide ti permetterà di avere più successi di stampa e di miglior qualità.
Utilizza il materiale corretto per il tuo progetto e per le caratteristiche della tua stampante.
Ad esempio se hai un estrusore da 1.75 dovrai prendere un filamento dello stesso diametro e così via.
I filamenti arrivano in confezioni sottovuoto e c’è un motivo per questo, infatti la maggior parte dei materiali ha problemi di assorbimento di umidità.
Io vivo in pianura padana, ti puoi immaginare!
I materiali sono un tema da approfondire, per questo ho scritto una Guida ai materiali per Stampa 3D, ti consiglio vivamente di leggerlo 😉
Un suggerimento rapido: per cominciare ti consiglio il PLA, è un materiale semplice da stampare 3D, adatto alle prime esperienze.
LE FASI DELLA STAMPA
Prendiamoci un po’ di spazio per rendere chiaro il procedimento che abbiamo esplorato nei paragrafi precedenti e fare uno sguardo agli argomenti che analizzeremo nelle prossime righe!
Trova l’idea
Sfrutta uno dei programmi o dei siti che ti ho menzionato in precedenza per modellare o scaricare il file che ti interessa
Crea il G-Code
Importa il file dello Slicer, orientalo nel modo più efficiente, in modo avere la miglior qualità possibile utilizzando la minor quantità di filamento (parleremo dopo di queste cose)
Carica il filamento
Apri la nuova confezione di filamento o usane uno cominciato, carica il tuo filo nell’estrusore, scalda la stampante fino al livello che vuoi utilizzare per il tuo filamento e utilizza il comando carica filamento
Se tutto è stato impostato bene potrai osservare il tuo modello crescere senza muovere più un dito!
E’ sempre affascinante anche dopo anni 🙂
La post-produzione
Per concludere il nostro processo ci manca di parlare della post-produzione. Vediamo di cosa si tratta!
LA POST-PRODUZIONE DELLA STAMPA 3D
Nella stampa 3D e a maggior ragione nelle stampanti FDM, è spesso necessario rifinire la stampa a livello estetico, infatti sono visibili:
- I layer di stampa
- Difetti superficiali delle parti supportate
- Rigature nella parte superiore del modello
Questo è del tutto normale, fa parte della tecnologia, in alcuni casi come per prototipi che ti servono per fare prove di montaggio ecc. non avrai la necessità di post-produrre.
Se invece l’aspetto estetico è rilevante per te o per chi ti ha commisionato il lavoro diventa fondamentale capire come correggere/migliorare il nostro modello stampato!
Le tecniche più utilizzate sono sicuramente:
- Carteggiatura
- Stuccatura
- Resinatura
- Verniciatura
- Metalizzazione
Sono argomenti che voglio spiegarti come si deve, per questo ho scritto una Guida pratica alla post-produzione della stampa 3D!
GUIDA ALLA RISOLUZIONE DEI PROBLEMI DI STAMPA
Ok siamo arrivati al grande momento di questo articolo!
Nei prossimi paragrafi ti spiegherò come correggere e successivamente evitare la maggior parte dei problemi di stampa che si potrebbero verificare nei tuoi progetti.
Al momento potrebbe essere un pò presto (magari non hai ancora la stampante), ma potrai sempre tornare in questo articolo al bisogno e scoprire come risolvere i problemi!
non esce materiale dall'estrusore
Hai lanciato la tua prima stampa, l’estrusore si muove sul piatto ma non deposita materiale, queste potrebbero essere le cause:
- FILAMENTO NON CARICATO : Non hai inserito il filamento nell’estrusore e/o non hai caricato il filamento nell’hotend (con il comando carica filamento dalla stampante)
- TEMPERATURA ESTRUSORE INSUFFICENTE : La temperatura inserita non è sufficente per sciogliere il filamento e questo non riesce a fuoriuscire dall’ugello
- IL FILAMENTO E’ BLOCCATO NELL’INGRANAGGIO : Se senti un ticchettio provenire dal tuo estrusore il filamento potrebbe essersi rotto o bloccato in fase di caricamento, procedi con lo scarico dal display della stampante o apri la zona di ispezione dell’estrusore e rimuovi i residui manualmente
- UGELLO TROPPO VICINO AL PIATTO : Se hai settato lo Z-adjustment (cioè il comando di sollevamento discesa dell’estrusore) con un valore che lo rende troppo vicino al piano di stampa il filamento potrebbe non avere sufficente spazio per uscire dall’ugello, aumenta il valore )es. -0,3 a -0,25) fino a risolvere.
- UGELLO OSTRUITO : Può capitare che l’ugello di ostruisca con agglomerati di materiale (soprattutto se quest’ultimo è di scarsa qualità), oppure con sporcizia e polveri trascinate dal filamento. Spesso con la tua stampante viene fornito un ago che aiuta a riaprire il foro dell’ugello, qualora non lo avessi procuratene uno con un diametro leggermente inferiore a quello dell’ugello, in modo da non allargarlo nell’operazione. (se hai un ugello da 0,4, prova con un ago da 0,3). l’alternativa è smontare l’ugello con una chiave adatta in modo da poter ispezionare meglio l’interno!
il materiale si stacca dal piano
La madre di tutte le sventure con la tua stampante! Sappi che questo è uno dei problemi più frequenti e debilitanti per le tue stampe.
Infatti se il materiale non aderisce con forza al piano di stampa, risulta praticamente impossibile stampare qualsiasi cosa.
LA PRIMA REGOLA E’ SEMPRE : REGOLA IL PIATTO DELLA STAMPANTE
Vediamo quali sono le cause principali di questo problema:
- IL PIANO DI STAMPA NON E’ LIVELLATO : Se il tuo piano di stampa non è livellato, l’ugello, che viaggia a una altezza costante per tutto il layer, depositerà il materiale ad altezze diverse durante il suo percorso, in alcune zone del piano potrebbe non incontrare nemmeno la superficie di appoggio e stampare nel vuoto.
Per risolvere il problema verifica l’altezza del tuo piatto con la regolazione meccanica, regola le viti alzando il piatto e cercando il livello perfetto fino a risolvere il problema, dovrai fare qualche tentativo, guarda questo video per calibrare la stampante con un semplice foglio di carta.
Successivamente a una buona calibrazione del piatto se il tuo modello di stampante prevede la correzione del dislivello con il software interno, puoi regolare i piccoli dislivelli del tuo piano dicendo all’ugello di abbassarsi o alzarsi in determinate zone del piatto.
Ad esempio, se noti che nella parte sinistra del piatto la stampa non aderisce, puoi dire alla stampante di abbassare l’ugello quando arriva in quella zona.
- TEMPERATURA DEL PIATTO BASSA : Per migliorare l’adesione puoi alzare la temperatura del piatto, il valore dipende dal materiale che stai stampando, ad esempio per il PLA si parte da 50°C, puoi alzarlo a fino a 60-65 °C. Per l’ABS si parta da 90, puoi arrivare a 100-110 se la tua stampante te lo permette.
Il piatto riscaldato permette di mantenere il materiale caldo e quindi più colloso, inoltre evita che i primi layer si raffreddino troppo in fretta creando inarcamenti per la ritrazione del materiale troppo repentina.
- BRIMS e RAFTS : Se le soluzioni precedenti non risolvono completamente il problema puoi aiutare l’adesione selezionando la creazione di un BRIM o di un RAFT dal tuo slicer.
Puoi vedere il Brim come un piedistallo che si sviluppa intorno al primo layer, il primo strato di stampa sarà comunque stampato sul piatto riscaldato, ma avrà un area maggiore a contatto con il piatto che permette di avere più stabilità.
Il Raft invece puoi vederlo come una piattaforma che fa da fondamenta al tuo primo layer, infatti la tua stampa sarà posizionata sopra il raft che è dimensonato per avere maggiori possibilità di adesione
ragnatela di fili
La ragnatela che si crea negli spostamenti tra una parte e l’altra del modello è dovuta a diverse motivazioni, vediamole:
- RITRAZIONE FILAMENTO: La ritrazione è effettuata dall’ingranaggio spingi filamento e permette di ritirare il filamento nei momenti in cui è necessario che non esca dall’ugello.
Per migliorare la pulizia di spostamento puoi aumentare la velocità di ritrazione o la distanza di ritrazione che è la quantità di filamento ritirato - TEMPERATURA TROPPO ALTA: il fenomeno dello stringing, cioè la ragnatela è spesso dovuto ad una temperatura troppo alta dell’estrusore, questo eccesso di temperatura rende il filamento troppo liquido e poco viscoso, di conseguenza meno controllabile dalla retraction. (ricorda che il PLA stampa bene da 195 a 200)
- AUMENTA LA VELOCITA’ DI TRANSITO: una diminuzione delle ragnatele si può ottenere anche aumentando la velocità di transito, dando quindi meno tempo al materiale di cadere in maniera incontrollata nelle zone dove non è necessario stampare 3D.
warping: deformazioni di stampa
Può capitare, specialmente per stampe di grandi dimensioni o con materiali suscettibili a tale fenomeno come l’ABS, che la stampa si deformi inarcandosi e spesso questo comporta un distaccamento dal piano di stampa con conseguente fallimento. Vediamo come risolvere:
- USA UN PIANO RISCALDATO : è fondamentale per evitare problemi di ritrazione di materiale e mantenere la superficie inferiore ben aderente al piano.
- DISATTIVA LA VENTOLA DI RAFFREDDAMENTO: per materiali come l’ABS può essere d’aiuto disattivare la ventola che raffredda il pezzo, questo permette al materiale di raffreddare più lentamente e non subire stress di ritrazione che tendono a farlo inarcare.
- CHIUDI L’AMBIENTE DI STAMPA: chiudere l’ambiente di stampa in modo da mantenere la temperatura costante è sicuramente utile per evitare fenomeni di ritrazione.
- UTILIZZA BRIM E RAFTS: Come già detto questi due supplementi di stampa aiutano a mantenere i primi layer di stampa ben ancorati al piatto
COME SCEGLIERE UNA STAMPANTE?
Siamo quasi arrivati alla conclusione di questa guida, spero che tu l’abbia trovata utile, in ogni caso puoi sempre commentare nel blog e fare qualsiasi domanda ti passi per la testa!
Voglio lasciarti con una dritta! So che è sempre molto difficile decidere quale stampante acquistare, sopratutto se è la prima!
Non nego che anche io avevo tantissimi dubbi e ho effettuato estenuanti ricerche prima di prendere la prima.
Proprio per questo motivo voglio cercare di darti un paio di dritte, si tratta di una mia opinione e non pretendo di avere la verità in mano! Ma certo è che ti motiverò le varie possibilità 😉
PARTIAMO CON LE CARATTERISTICHE FONDAMENTALI DELLE STAMPANTI FDM
Innanzitutto quali sono le caratteristiche alle quali non bisogna proprio rinunciare:
- AREA DI STAMPA: Ti consiglio ti valutare stampanti con un’area di stampa che sia almeno 200x200x200, con un’area di questo tipo non hai veri limiti di creatività, in quanto anhce oggetti molto più grandi possono essere stampati per parti.
- PIATTO RISCALDATO: Assolutamente necessario se vuoi stampare materiali diversi dal PLA, ma anche con il PLA è d’aiuto! Verifica che il piatto della tua stampante possa raggiungere i 100°C, ti serviranno per stampare l’ABS
- ESTRUSORE 1,75 DIAMETRO UGELLO 0,4: La maggior parte delle stampanti desktop montano un estrusore da 1,75 e ugello da 0,4, è la combo più versatile e ti permette di avere buoni dettagli senza dilungare troppo i tempi di stampa.
- RISOLUZIONE: Il Layer minimo dovrebbe essere 0,1 mm, in modo da avere un ampia scelta di stampa! Con un layer 0,1 puoi fare stampe esteticamente impeccabili fino ad arrivare a un layer 0,3 per stampe veloci di prototipi
- STRUTTURA SOLIDA: Una struttura ben progettata garantisce una qualità di stampa migliore, infatti è importante che le vibrazione e le inerzie derivanti dai movimenti di stampa siano ben sostenute
- SENSORE AUTOLIVELLAMENTO: Il sensore di auto-livellamento ti aiuta a compensare dislivelli presenti nel tuo piatto e garantisce una qualità di stampa maggiore in automatico.
- SENSORE FINE-FILAMENTO: altro accessorio interessante che ti permette di essere tranquillo anche con stampe lunghe diversi giorni. Può capitare infatti che la bobina di filamento finisca proprio sul più bello, magari dopo 2 giorni di stampa. Questo sensore mette in pausa la stampante quando sente che il filamento è esaurito, e salva le tue stampe!
Ad oggi sono davvero tante le stampanti che hanno queste caratteristiche, la fascia di mercato entry-level è migliorata molto e puoi acquistare stampanti davvero ben funzionanti a prezzi bassissimi.
DAI UN'OCCHIATA A QUESTO VIDEO
Conclusione!
Anche questa guida è finita, spero che le informazioni che hai trovato ti siano utili e sono sicuro che sarà così! Leggi tutte le nostre altre guide scritte apposta per aiutarti ad approfondire i fari aspetti dello stampare 3D 🙂
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Alla prossima con le guide binarioprint! Buona stampa!
Alessio Iannone
Grazie di tutta la guida fornita, un grande aiuto per chi comincia. Tutto molto chiaro e davvero di aiuto.
Complimenti.
Ottima guida per chi deve iniziare. Dritte veramente utili.
Grazie.
Ti ringrazio per la guida è ottima per me che sono alle prime armi.
Grazie.
Grazie infinite, competenza & chiarezza allo stato puro.
Buona Pasqua!!!