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venerdì 20 marzo 2015

QUALE DIAMETRO FILAMENTO USARE - 1,75 MM OPPURE 2,85 MM

QUALE DIAMETRO FILAMENTO USARE -  1,75 MM OPPURE 2,85 MM

E’ luogo comune che il filamento avente diametro 2,85 mm sia considerato “de facto” come 3,00 mm. In realtà il suo diametro esatto è appunto 2,85 mm ma la sua definizione in 3,00 mm in questo caso non ne inficia le caratteristiche dinamiche e non cambia assolutamente niente.
Le stampanti 3D possono utilizzare due tipi di filamento: 1.75 mm e 2.85 mm. Ogni singolo modello di stampante può funzionare o con un diametro o con quell’altro. Ad esempio il filo da 1.75 è utilizzato dalla maggior parte delle attuali macchine come ShareBot, MakerBot, LeapFrog mentre quello da 2.85 principalmente da Ultimaker.
Molte problematiche tipiche dell’uso del filo da 1,75 piuttosto che 2,85 non sta molto nel diametro stesso ma soprattutto nel il tipo di feeder (cioè l’elemento alimentatore del filo)  che viene utilizzato per estrudere il filamento. 

Nel caso del filo da 1.75 mm il feeder è posizionato direttamente sopra al hot-end (cioè stampanti tipo RepRap). Il vantaggio è che la retraction, ovvero quando il filamento viene ritirato indietro per non causare rigurgiti o bolle è molto piu’ efficace. Lo svantaggio è che, avendo tutto il feeder e quindi anche il motore passo-passo montato sul carrello, non si possono raggiungere valori elevati di accelerazione e quindi la velocità di stampa non piò elevarsi più di un certo limite fisico. Un vantaggio invece è che con questa soluzione non ci sono problemi nello stampare materiali gommosi e flessibili.

Per quanto riguarda il 2.85mm invece solitamente il feeder è fisso sulla struttura della stampante (cioè stampanti tipo Bowden) con il risultato di avere meno masse in movimento e quindi si possono raggiungere valori di accelerazione molto elevati con nel caso della Ultimaker 2. Lo svantaggio è in questo caso la retraction è meno efficiente e alcune volte sono visibili alcuni piccoli blobs o puntini sul perimetro esterno del pezzo. Inoltre è più difficile stampare materiali gommosi e flessibili anche se non ciò non vuol dire che è impossibile.
Anche se il filamento da 1.75mm richiede una minore forza di estrusione un leggero vantaggio va dato al filamento dal diametro da 2.85mm.

FILOPRINT comunque consiglia sempre di procedere con le dovute prove, soprattutto nell’interazione fra il software della macchina ed il suo hardware. Bisogna fare innanzitutto una taratura accurata della macchina per livellamenti e setting di base fra estrusore e piatto di stampa, nonché prendere confidenza con i software di slicer proprietari oppure open-source ed infine con i giusti settaggi per le temperature richieste da ogni tipo di filamento per la sua estrusione. Ciò permetterà una stampa perfetta in ogni caso, anche se si sceglie di stampare con il filamento da 1,75mm anzichè il 2,85, SENZA NESSUN TIPO DI PROBLEMA. E’ altrettanto vero che, l’uso del filamento con il diametro da 2,85mm di per se, non garantisce risultati di stampa richiesti ed adeguati alle aspettative, se appunto non si tara correttamente la macchina. A sua volta una buona stampante 3d mal tarata, non può mai fornire i risultati sperati.
La conclusione è che entrambi i filamenti hanno vantaggi e svantaggi ma se volete avere i migliori risultati di stampa, dimenticate il diametro del filamento e scegliete la stampante che ha una buona integrazione hardware e software, ed eseguitene la giusta taratura. I risultati saranno già assicurati così senza tanti problemi di scelta del diametro filamento più appropriato.

REGOLE PER UNA BUONA STAMPA DI FILAMENTI IN ABS E PLA

Le regole per una buona stampa con filamento ABS o PLA non sono mai definibili in modo scientifico. Tuttavia, per esperienza, noi di FILOPRINT consigliamo di seguire alcune regole che normalmente portano a buoni risultati.

Per semplificare tutto possiamo usare un semplice elenco A PUNTI dove in linea di massima di possono osservare le considerazioni limite per ogni specifico settore durante la stampa 3D:
  1. Stampante utilizzata - Estrusore (Cold-End et Hot-End) –
L'argomento estrusori è di per se piuttosto complesso ma proviamo a dare delucidazioni in merito. Prima di tutto l'hotend è solo la parte che si scalda e che fonde il filo e lo deposita, il cold end la parte che spinge/tira il filo e l' insieme delle due si chiama estrusore. Di fatto, un cold end può essere di tipo bowden o standard, ma un hot end, di per se, si può montare sia su cold end bowden che su cold end standard (purché abbiano un attacco compatibile)

COLD-END BOWDEN: in pratica, non è direttamente connesso al suo hot end, la connessione si fa tramite un tubo di teflon/ptfe che serve da canale per il filo. Perchè esistono? Perchè alleggeriscono il peso che insiste sul' asse x (sul cold end si monta il motore che pesa e inoltre muovendosi altera l'equilibrio delle forze in gioco sull'asse x) in quanto di solito si montano ancorati alla struttura portante. Questo, come dicevo rende l'asse x più leggero e meno soggetto all'inerzia, quindi si può di solito stampare a velocità più elevate con una precisione soddisfacente. Tuttavia questo tipo di alimentazione del filo ha un difetto, dovuto dall'introduzione del canale, e cioè che si rende più difficile controllare il filo (ritrazione).
COLD-END STANDARD: è montato sull'asse x generalmente ed è un derivato del greg Wade caratteristiche particolari: nessuna.

COLD-END DIRETTO: generalmente si usa con architettura bowden perchè imprime più forza al filo per controbilanciare la pressione dell'hot end.diretto. Significa che a trascinare il filo è direttamente un ingranaggio montato sul pignone del motore, anziché un hobbed bolt collegato tramite ruota dentata di demoltiplica.

HOT-END: la cosa che li caratterizza maggiormente è il tipo di attacco verso il cold-end: ne esistono tanti, ma quello che va per la maggiore è il j-head
  1. - Metodo di aderenza (lacca, colla, etc.) FILOPRINT consiglia sempre e comunque lacca a fissaggio SUPERFORTE su vetro, a freddo con Pla, a caldo con Abs.
             
  2. Velocità di stampa (movimentazione estrusore, filamento, retraction, etc) - Temperatura hot-bed (iniziale, etc) - Temperatura di estrusione
Per l'abs è importantissimo un primo layer leggermente più alto (solitamente uso 0.25 su 0.2 di layer)  ed a velocità "ridotte" solitamente 25/30 mm/sec. Per il setting della “retraction” si consiglia di usare praticamente sempre, 2 mm per gli estrusori con hotend diretti a 120 mm/sec e 6 mm per il bowden. Questo è comunque valore "conservativo" da rivedere e migliorare (in relazione alla stampante posseduta) perchè ottenuto con componenti non ottimizzati (vedi giochi longitudinali negli attacchi rapidi, che vanno ben controllati se presenti ed eventualmente da sostituire) quindi sicuramente "riducibile" – Per la temperatura di estrusione con HOT-BED iniziale - 110°C per il primo layer, se il software ve lo consente e poi possibile abbassare a 100° (vedi software Slic3r) altrimenti 100° fisso (vedi software Cura). Temperatura di estrusione a meno che non ci siano condizioni particolari con piccoli elementi l'abs di solito lo si stampa a 260° e vale per tutti i materiali standard utilizzati al momento ed in vendita presso il nostro sito FILOPRINT.
  1. Diametro ugello/nozzle - Altezza slice - Diametro filamento
Diametro nozzle/ugello:  dipende se si ha fretta di stampare e quindi meno risoluzione oppure una stampa più lenta ma più risoluta. Per stampe "veloci" diametro ugello a 0.4 con filo 1.75, e giù fino ad arrivare allo 0.3 per filo 3 mm. La velocità di stampa più "lento di tutti" ma con estrusori a vite di solito fornisce migliori soddisfazioni qualitative, ma la versione per filo 1.75 è più veloce. Si consiglia avere un layer almeno un 20/25% meno dell'ugello di uscita.
Altezza slice si consiglia di non superare mai lo 0.25 per questioni più "geometriche" che qualitative. Se si vuole velocizzare una stampa è preferibile "accellerare" la stampa ma non variare questa soglia.
Diametro filamento. Sia il 1,75 mm che il 2,85 mm sono utilizzabili senza problemi. Sottolineiamo che ci sono materiali di difficile stampaggio da 1.75 mm, soprattutto i filamenti in gomma. Per il resto dei filamenti è preferibile stampare con il diametro da 1,75mm per tutta una serie di "vantaggi" tra cui l'elasticità e la velocità operativa, come si può ben immaginare ridurre in una "strozzatura calda" (che è ne più e ne meno quello che fa il vostro hotend) un filamento dal diametro di 1.75 mm per portarlo ad esempio a 0.3, comporta "pressioni e sforzi" molto inferiori rispetto alla stessa riduzione con filo di 2,85 mm, oltre alla "demoltiplica naturale" offerta dal diametro ridotto.

  1. Software ; i software più usati in assoluto sono Cura, Slic3r, Kisslicer, Axon2. FILOPRINT consiglia Slic3r perché oltre che essere un software OPNE-SOURCE è anche molto intuitivo da usare e si adatta bene praticamente tutti i modelli di stampanti 3D. Nel nostro BLOG è presente un TUTORIAL su come usare e settare questo pratico software


     - Firmware (eventuali impostazioni che ritenete utili) –
    E’ molto usato il Marlin, ma uno dei firmware migliori è Repetier,  sicuramente uno dei firmware "più evoluti".

  2. Tipo di FILAMENTO in grado di darvi i migliori risultati
FILOPRINT commercializza marche fra le migliori, presenti sul mercato, con un’attenta scelta dei vari tipi di filamenti generati da materia prima vergine ed assolutamente pura ed incontaminata. Esistono in commercio dei filamenti estremamente economici provenienti in gran parte dalla CINA. FILOPRINT consiglia di diffidare da filamenti con prezzi particolarmente bassi perché di solito derivati da materiale plastico non controllato molto spesso con presenza nella sua composizione di FTALATI estremamente cancerogeni e pericolosissimi per la salute, specialmente se si inala i fumi durante appunto il processo di fusione. Inoltre, alcuni produttori CINESI fuori controllo, riciclano plastica derivata da scarti o peggio da materiale contaminato da radioattività, composti chimici tossici o derivato da contenitori che hanno contenuto scarti di lavorazione chimiche tossiche.
Detto questo, un buon filamento non garantisce la massima qualità perché molto dipende anche dal grado di conservazione del filamento stesso. FILOPRINT, oltre che distribuire ogni bobina – o metri di filamento – sigillati sottovuoto con anche aggiunto una bustina di silicati per l’umidità, consiglia di conservare il materiale acquistato in modo corretto, in luoghi asciutti e senza notevoli sbalzi di temperatura o luce diretta.  Tuttavia il prezzo di un filamento economico ma “fresco” e ben conservato, consente di realizzare stampe molto ben fatte e senza delaminazioni eccessive. Al contrario, un ottimo materiale più costoso ma mal conservato, magari lasciato a "prendere umidità"  NON garantisce stampe di qualità, anzi può generare problemi con la stampante impossibili da gestire oppure arrivare alla possibile rottura del filamento durante la stampa, cosa quest’ultima assolutamente da evitare (specialmente se siamo quasi alla fine di ore di stampa!)

Consigli - Considerazioni personali ce ne sarebbero tante ma il primo fra tutti è il livello del piano di stampa. Se il piano non è "perfettamente in piano" rispetto alla testina non si riesce ad ottenere una aderenza adeguata che quasi sempre poi causa i famosi "distacchi".  Altra cosa importante per l'abs è l'assoluta assenza di aria. FILOPRINT consiglia vivamente di non raffreddare l’oggetto durante la stampa e spengere o ridurre al minimo possibile il ventilatore sul HOT-END. Al contrario il Pla va ventilato tantissimo, al massimo della velocità possibile.

Concludiamo con un test eseguito da u laboratorio FABLAB americano sulla resistenza di alcuni dei materiali più usati per la stampa 3D

  • ABS di qualità standard si può tranquillamente utilizzare per oggetti di uso comune quali giocattoli, parti che non devono sostenere un grande resistenza ed in generale oggetti che poi si possono anche incollare fra loro.
  • PLA è un materiale abbastanza forte ed, in assoluto è il materiale standard più rigido di tutti.
  • Il Nylon Taulman è molto “solido”. Non è rigido come gli altri, però presenta complessivamente strati d’incollaggio molto forti e il materiale stesso ha, per sua natura, una cedevolezza moderata, nel senso che la sua spaccatura è più simile allo strappo di una stoffa che alla rottura della plastica.
FILMATO SU STRESS A ROTTURA MATERIALI STANDARD PER LA STAMPA 3D:

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