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domenica 1 marzo 2015

Consigli su come evitare la deformazione e distaccamento della parte stampata 3d dal piano di stampa

Consigli su come evitare la deformazione e distaccamento della parte stampata 3d dal piano di stampa

16/07/2014
Consigli su come evitare la deformazione e distaccamento della parte stampata 3d dal piano di stampa
Riassumendo quindi un elemento fondamentale per ottenere una buona stampa 3D è la preparazione del piano di stampa. Molto spesso è il principale problema del neofita la deformazione e il distacco del modello durante le prime stampe di prova. Nel seguente articolo sono raccolti una serie di consigli pratici per evitare questi inconvenienti.
Il materiale viene depositato a temperatura di fusione, su materiale che ha invece già riacquisito lo stato solido. Il raffreddamento degli strati superiori determina tensioni interne al modello che tendono ad incurvare – deformandoli – gli strati inferiori. Nei casi meno gravi questo determina l’ottenimento di un modello distorto, con forma e dimensioni che differiscono dalle aspettative. Nel caso peggiore (relativamente frequente), il modello si distacca letteralmente dal piano di stampa, e gli strati successivi vengono deposti sfalsati rispetto a quelli inferiori. A questo punto non resta che spegnere la stampante e ricominciare da capo. Questo problema può e deve essere risolto utilizzando materiali e tecniche che garantiscano una buona adesione del modello al piano di stampa, ma che nello stesso tempo consentano a fine lavoro di staccare l’oggetto senza romperlo (e senza danneggiare il piano di stampa stesso).
I materiali e le tecniche utilizzabili differiscono a seconda delle caratteristiche della stampante e del tipo di filamento utilizzato.
In primo luogo, la disponibilità di un piano riscaldato è di grande importanza: ridurre la differenza di temperatura tra il materiale in corso di deposizione e quello già deposto consente di limitare la ritrazione, e quindi diminuire le tensioni interne, che sono la causa della deformazione. Il piano riscaldato è praticamente indispensabile utilizzando filamenti in ABS, con i quali dovrebbe essere mantenuto a temperature comprese tra 80 e 110°,  e comunque utile anche per il PLA (45-55° sono sufficienti).
Come secondo accorgimento, è possibile rivestire il piano con nastri adesivi. Anche in questo caso, il tipo di nastro da impiegare dipende dal filamento utilizzato. Per quanto riguarda il PLA, che può essere stampato anche senza piano riscaldato, è possibile impiegare del comune nastro in carta da carrozzeria. Questo nastro, facilmente reperibile e poco costoso, non resiste tuttavia alle temperature del piano utilizzate con l’ABS, e tende ad arricciarsi e distaccarsi. In questo caso è necessario impiegare nastri specifici: il Kapton (un nastro in poliammide brevettato da DuPont che resiste a temperature estreme), o il nastro blu 3M per verniciatura. Entrambi questi prodotti sono comunque più costosi e di più difficile reperimento. In generale poi i nastri sono anche relativamente difficili da applicare in modo uniforme sul piano. Il Kapton inoltre spesso crea delle bolle d’aria durante l’applicazione, che possono rendere la superficie di appoggio non uniforme. Nell’insieme, anche l’uso dei nastri non rappresenta la soluzione ideale.
Il terzo e più efficace accorgimento è l’impiego di materiali adesivi spalmati direttamente sul piano di stampa. O meglio, non proprio direttamente sul piano di stampa (per non rovinarlo), ma su una lastra di vetro fissata al piano di stampa con delle mollette elastiche. L’utilizzo di un piano in vetro intermedio presenta molti vantaggi. In primo luogo, il vetro è per definizione perfettamente piatto (mentre molti piani riscaldati presentano una certa curvatura). In secondo luogo, dopo la stampa risulta più facile rimuovere i residui di adesivo (ad esempio, lavandolo). Infine, disponendo di più lastre di vetro, è possibile prepararle (lavandole o applicando nuovo adesivo) anche mentre la stampante sta lavorando. Nell’insieme, consiglio comunque di utilizzare una lastra di vetro: i suoi vantaggi sono in ogni caso apprezzabili. Quanto agli adesivi da applicare sulla lastra, ce ne sono diversi. Il vinavil, facilmente reperibile e di basso costo, la lacca per capelli spray, altrettanto facilmente reperibile, e con il vantaggio di risultare disponibile in diverse gradazioni di fissaggio (leggera, forte, extraforte etc.), o – nei casi più disperati, una soluzione di acetone nel quale sia stato disciolto dell’ABS.
Per individuare la tecnica di fissaggio più adatta alle proprie esigenze non c’è che da sperimentare: la sperimentazione del resto è un elemento più o meno sempre presente nella stampa 3D (per certi versi, l’aspetto più interessante). Tuttavia, per ridurre il numero dei tentativi, è possibile consultare il successivo elenco delle varie tecniche, nel quale si tenta di evidenziare caratteristiche, vantaggi e svantaggi.
Nastro in carta per carrozzeria

Nastro in carta

Filamento: SOLO PLA
Reperibilità: facile
Costo: modesto
Difficoltà di applicazione: media (non è facile applicare strisce perfettamente parallele e non sovrapposte)
Adesione del modello: media
Difficoltà di distacco della parte dopo la stampa: bassa
Nastro per verniciatura blu 3M

Nastro blu 3M
Filamento: PLA, ABS
Reperibilità: difficile (catalogo RS, negozi specializzati)
Costo: medio
Difficoltà di applicazione: media (non è facile applicare strisce perfettamente parallele e non sovrapposte)
Adesione del modello: buona
Difficoltà di distacco della parte dopo la stampa: bassa
Nastro in Kapton

Nastro in Kapton
Filamento: soprattutto ABS
Reperibilità: difficile (internet)
Costo: elevato
Difficoltà di applicazione: elevata (tende a creare bolle d’aria)
Adesione del modello: discreta
Difficoltà di distacco della parte dopo la stampa: bassa
Lastra in vetro
Filamento: tutti
Reperibilità: facile (basta farle tagliare da un vetraio)
Costo: basso
Difficoltà di applicazione: bassa (basta fissarla con quattro molle per carta)
Adesione del modello: da buona a ottima, a seconda dell’adesivo
Difficoltà di distacco della parte dopo la stampa: dipende dal tipo di adesivo utilizzato
Ulteriori vantaggi: migliora la planeità del piano di stampa, è possibile dotarsi di più piani pronti all’uso
Svantaggi: minimi (può ridurre la temperatura di riscaldamento del piano, che può essere raggiunta in un tempo maggiore)
Lastra in Garolite (resina fenolica)
Filamento: Nylon
Reperibilità: difficile (internet)
Costo: medio
Difficoltà di applicazione: bassa (basta fissarla con quattro molle per carta)
Adesione del modello: buona (senza adesivo
Difficoltà di distacco della parte dopo la stampa: bassa
Raccomandata nell’estrusione di filamento in Nylon
Vinavil (presuppone lastra in vetro)
Filamento: tutti
Reperibilità: facile
Costo: basso
Difficoltà di applicazione: bassa (basta usare una spatola)
Adesione del modello: notevole
Difficoltà di distacco della parte dopo la stampa: medio-elevata
Durata: 3-4 stampe, dopo è necessario riapplicarlo
Pulizia del piano: media. La lastra in vetro va lavata con una spazzola ed acqua calda sino alla completa rimozione dei residui di colla
Lacca per capelli (presuppone lastra in vetro)
Filamento: ABS
Reperibilità: facile
Costo: basso
Difficoltà di applicazione: bassa (Attenzione! Spruzzare la lastra in vetro prima di montarla sul piano di stampa, per evitare che lo spray finisca sulle guide, nelle viti o nei cuscinetti!)
Adesione del modello: notevole
Difficoltà di distacco della parte dopo la stampa: medio-elevata
Durata: conviene riapplicarla ad ogni stampa
Pulizia del piano: facile. La lastra in vetro va lavata con acqua calda. La lacca è generalmente idrosolubile.
Acetone con ABS disciolto (presuppone lastra in vetro)
Filamento: tutti
Reperibilità: facile
Costo: basso
Difficoltà di applicazione: bassa (è possibile usare un pennello)
Adesione del modello: notevole
Difficoltà di distacco della parte dopo la stampa: elevata
Durata: conviene riapplicarla ad ogni stampa
Pulizia del piano: relativamente facile. La lastra in vetro va lavata con acetone puro.
Svantaggi: può liberare vapori nocivi, può parzialmente sciogliere i primi strati del modello
Ulteriori accorgimenti possibili per migliorare la tenuta del modello sul piano di stampa
Oltre all’impiego di vari tipi di nastri o adesivi, è importante considerare che più la base di appoggio del modello è piccola, più il rischio di distacco è elevato. Molti programmi consentono comunque di estendere la dimensione del primo strato, o di predisporre una base di appoggio (raft) di dimensioni più grandi rispetto al modello, che viene deposta in modo che sia successivamente facilmente distaccabile dal modello stesso. All’occorrenza, è possibile impiegare anche queste tecniche.

Si ringrazia : Pietro Meloni 

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