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Stampante 3D FDM: impostazioni personalizzate (pt.1)

[PRIMA PARTE] Come le impostazioni personalizzate influiscono su qualità superficiale, meccanica e sull'impiego di materiale nella Stampa 3D FDM.
[PRIMA PARTE] Come le impostazioni personalizzate influiscono su qualità superficiale, meccanica e sull'impiego di materiale nella Stampa 3D FDM.
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Come abbiamo già illustrato in una precedente lezione i software di slicing permettono di tradurre un modello .stl in un codice leggibile dalla stampante 3D. Vengono concepiti in base alla stampante per la quale saranno utilizzati, per cui, ad esempio, una stampante a filo avrà uno slicer leggermente diverso da una stampante a resina.
Abbiamo già approcciato questi argomenti per chi si sta avvicinando al mondo della stampa 3D adoperando le “impostazioni consigliate” che istradano verso un set di configurazioni preimpostate. Adoperandole potrete esplorare un insieme limitato di opzioni che vi consentiranno comunque di ottenere una stampa di buona qualità. In questa lezione, avendo già affrontato gli aspetti iniziali e generali, continueremo a trattare le altre impostazioni presenti in uno slicer ovvero le cosiddette “impostazioni personalizzate” che ci consentiranno di ottenere maggiore controllo sull'esperienza di stampa. Queste ultime possono influenzare in maniera significativa la qualità superficiale oltreché meccanica di quanto stampato o ridurre i tempi di stampa.

Vantaggi della personalizzazione

La domanda a questo punto sorge spontanea: avendo a disposizione dei settaggi già preimpostati, perché dovrei scegliere ogni impostazione manualmente? I vantaggi, in realtà, sono significativi. Conoscere a fondo il funzionamento di ogni parametro consente di ottimizzare il processo di stampa: tempo stimato, uso del materiale, qualità del modello e assenza di errori.
Questo si traduce in un migliore resa e in una diminuzione dei problemi ed errori.
Vediamo cosa abbiamo a disposizione in un software di slicing.

Qualità

Abbiamo già discusso della grandezza dell'estrusore utilizzato o dell’altezza degli strati ma ci sono altri aspetti correlati su cui possiamo agire come ad esempio la larghezza della linea estrusa. Grazie ad alcuni parametri possiamo decidere di estrudere una linea più grande o più piccola rispetto il diametro dell’ugello.
Abbiamo anche la possibilità di applicare questa modifica solo al modello rendendolo più o meno dettagliato, o ai supporti, rendendoli più o meno resistenti.
Ogni tipo di modifica non deve superare una certa soglia, più è grande la differenza con il valore iniziale, più ci sono rischi che si genirino problemi. Normalmente una modifica inferiore al 20% non dovrebbe rivelarsi controproducente. Percentuali maggiori, seppur possano essere adoperate, potranno rivelarsi rischiose.
Queste configurazioni influiscono anche sulla quantità di materiale e sul tempo di stampa.

Guscio

Il guscio di una stampa rappresenta le pareti esterne che lo compongono. Possiamo definire lo spessore delle linee perimetrali. Questi dovrà corrispondere a un multiplo del diametro dell’ugello utilizzato. Ad esempio se abbiamo un diametro pari a 0,4mm allora potremo scegliere solo suoi multipli (0,4mm, 0,8mm, 1,2mm, ), dato che ogni passaggio dell’estrusore aggiungerà uno spessore di 0,4mm. Questo valore varierà nel caso avessimo modificato manualmente la larghezza della linea estrusa.
Possiamo anche definire lo spessore degli strati superiori e inferiori seguendo lo stesso principio delle linee perimetrali, deve quindi essere un multiplo dell’altezza degli strati.

Come si evince dall'immagine, la stampa di 3 cilindri simili, stampati con un'ugello da 0.4mm, ha come unica differenza il numero di strati di guscio.

  • Il primo, partendo da sinistra, ha spessore del muro pari a 1 ovvero lo spessore in millimetri sarà uguale a 0.4;
  • al centro la testina compirà 2 passate, con spessore pari a 0.8mm;
  • infine l'ultimo ha un guscio composto da 4 strati, ovvero 1.6mm di spessore esterno.

Tutto ciò influisce perlopiù sulla resistenza meccanica e la definizione superficiale.

Riempimento

A seconda della percentuale impostata il materiale sarà presente in quantità corrispondente, aumentandone così la resistenza.
Oltre ciò possiamo decidere con che tipo di configurazione il riempimento si andrà a formare.
Lo slicer mette quindi a disposizione dell'utente una visualizzazione che permette di evidenziare, dopo aver avviato il processo di calcolo, come il riempimento andrà a disporsi all'interno del pezzo. Si può valutare così, visivamente, se il risultato ottenuto sarà quello desiderato, oppure se bisogna apportare ulteriori modifiche, come densità, disposizione o configurazione.
In alcuni casi abbiamo anche la possibilità di cambiare la percentuale di riempimento a una certa altezza. Ciò può essere utile, ad esempio, se volessimo un modello quasi vuoto, il quale però presenta uno strato superiore impossibile da creare senza un riempimento abbastanza denso. Non avremmo altra scelta che settare un valore alto sprecando tempo e materiale. Con questa opzione, invece, possiamo impostare una bassa percentuale di riempimento per poi aumentarla quando la stampante sta per avvicinarsi allo strato superiore. In questo modo otterremo lo stesso risultato in molto meno tempo.

Nell'immagine di questa sezione di stampa vediamo come, settando il nostro software di slicing, con un riempimento a "linee" e densità al 8%, dividendo il nostro modello in 3 steps, questo risulterà sezionato in tre parti:

  • nello strato iniziale, ovvero quello inferiore, la densità di riempimento sarà al 8% come da impostazioni;
  • successivamente, nel secondo strato, la densità raddoppierà, raggiungendo il 16%;
  • infine, nel terzo e ultimo step, la densità sarà pari al 24%, fornendo così un miglior sostegno per la chiusura superiore, riducendo i tempi di stampa e la quantità di materiale utilizzato negli strati inferiori;

Anticipazioni

Nella prossimo contenuto illustreremo la seconda e ultima parte di questa lezione sulla personalizzazione delle impostazioni.


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