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domenica 1 marzo 2015

TRUCCHI E CONSIGLI SUL PIATTO DI STAMPA 3D

TRUCCHI E CONSIGLI SUL Piatto di stampa 3D

16/07/2014
Il PIATTO DI STAMPA è un elemento molto importante per una stampante 3d. Infatti l’incorretta preparazione e l’uso non appropriato di alcuni elementi del piatto di stampa (riscaldato o no) può generare i seguenti problemi:

1. l'abs o pla non attacca e non potete nemmeno cominciare a stampare
2. il materiale attacca ma dopo si deforma incurvandosi verso l'alto rendendo l'oggetto inutilizzabile
3. riuscite a fare qualche strato poi durante la stampa il pezzo si stacca dal piatto
Il primo problema, spesso è dato da una scorretta taratura dell'altezza del primo layer. Infatti se l'ugello di stampa si trova troppo in alto (bastano 0,5mm in più per fare la differenza) quando la materia arriva sul piano si è già raffreddata troppo per potersi attaccare in modo sicuro al piatto di stampa. Anche nel caso che la taratura sia stata effettuata correttamente, se la plastica non si attacca è probabile che il piatto sia troppo freddo e quindi non appena la materia calda arriva sul piatto, si innesca un processo di retrazione termica che non permette l'ancoraggio della stessa al piatto di stampa. Quest'ultima condizione, si nota molto spesso utilizzando piatti in metallo non riscaldati. Quest'ultimi infatti anche se grattati con carta vetrata, danno nei migliori dei casi risultati a malapena sufficienti. E’ quindi sempre consigliabile acquistare stampanti con piatti riscaldati per avere quindi un prodotto corretto.

Il secondo problema si riferisce soprattutto a stampe di oggetti relativamente piccoli formate da angoli o cuspidi.

In questo caso, il materiale subisce un effetto di "deformazione da calore" ovvero, i primi strati con il passare del tempo diventano sempre più freddi fino a portarsi a temperatura ambiente (ben lontana dalla temperatura di stampa), mentre gli ultimi, siccome stampati dopo sono a temperature molto più calde. Ecco quindi che i più freddi vengono "attratti" dai più caldi generando una curvatura soprattutto di angoli o parti di piccole dimensioni verso l'alto. Ecco quindi che l'uso di un piano riscaldato, sistemerebbe questo effetto in quanto tenta in qualche modo di bilanciare la temperatura tra gli strati alti e quelli bassi.

Il terzo problema si può praticamente riassumere come la conseguenza del secondo

Infatti se uno o più lati si sollevano troppo, è facile intuire che i punti di forza che tengono il pezzo ancorato al piatto di stampa vengono a diminuire, lasciando il pezzo in balia degli attriti che si vengono a generare tra pezzo e l'ugello legati per mezzo del filo di materia plastica in estrusione.

Gli ultimi due problemi sono più evidenti quando si stampa estrudendo plastica ad alte temperature come l'ABS (circa 250°C). Estrudendo materiale plastico come il PLA (circa 120°C) il materiale è meno incline alle deformazioni.

Vediamo quindi nel dettaglio quali siano le possibili soluzioni con piatti di stampa diversi


Piano in plexiglass spesso 3mm - materiale di stampa: ABS


I piatti in metallo a temperatura ambiente non offrono grandi risultati, e pertanto vediamo quali altre possibili soluzioni si possono usare.

Iniziamo quindi con un piatto in plexiglass.

La prima prova viene eseguita su un piatto spesso 3mm grattato con 2 tipi di carte abrasive, la 80 prima e la 150 dopo. Questa operazione ha lo scopo di creare una porosità sul piano che permetta alla plastica (ABS nel nostro caso) nello stato di appena estrusa (quindi una via di mezzo tra liquido e solido) di aggrapparsi al piano rendendo più stabile il pezzo durante la stampa.

Il risultato è abbastanza buono per quanto riguarda il pezzo,  infatti si rileva una diminuzione del sollevamento degli spigoli rispetto i piani in metallo, e di conseguenza il pezzo è rimasto attaccato al piatto di stampa fino alla fine.
Si rileva però due deformazioni del piano di stampa stesso. In primo luogo si è formata una conca verso il basso nel punto dove si stava stampando, probabilmente dovuta all'eccessivo calore in relazione allo spessore del piano. In secondo luogo, si rileva che sul piano è rimasto inciso il primo layer del pezzo in stampa.
Delle due deformazioni, quella che da più da pensare è la seconda, infatti il pezzo è rimasto attaccato al piano in plexiglass, non perché il materiale è idoneo alla stampa, ma perché sfrutta il principio di tensione superficiale che si forma quando il filamento di ABS fonde la primissima patina del piano.

In conclusione, il piano in queste condizioni permette di stampare senza problemi enormi, pezzi semplici (con forme definite) e con dimensioni contenute.
Stampe di oggetti con dimensioni elevate danneggiano il piano prima della conclusione del pezzo, mentre se si stampano oggetti complessi (pieni di spigoli o con forme complicate) il piano non assicura l'aderenza, e spesso il pezzo si stacca dal piano durante la stampa.
In ogni caso, ogni volta che si stampa il piano subisce un danno, che nel migliore dei casi è l'incisione del pezzo sulla superficie del piano, in quel caso per poter riutilizzare il piano, è necessario spianare il piatto con l'ausilio della carta vetrata. Attenzione perché durante la spianatura, si incorre nel rischio di creare nel piano delle piccole conche che andranno a pregiudicare il livello di aderenza del materiale sul piatto. In ogni caso ogni volta che si spiana, si va a esportare del materiale con la conseguenza di indebolire il piano che subirà gli effetti della stampa ogni volta in maniera più accentuata.

Piano in plexiglass robusto spesso 5mm - materiale di stampa: ABS


Il piatto in plexiglass spesso 3mm, può non fornire i risultati sperati e per migliorare ulteriormente la stampa occorre provare altre strade.
Proviamo quindi ad aumentare lo spessore del piatto e ha cambiare tipo di plexiglass, prendendone una tipologia più robusta. In questo modo contiamo di riuscire a stampare senza incurvare il piano e a diminuire l'effetto di incisione del pezzo sul piano che abbiamo ottenuto con il piatto in plexiglass leggero.

La prova ha dato esito NEGATIVO su tutte le richieste. L'elevata robustezza del piano, non permette minimamente l'incisione del pezzo che a inizio stampa si stacca dal piano. Dopo varie prove, il risultato ha prodotto più o meno i soliti risultati. Comunque anche lasciando il pezzo (nonostante staccato) sul piano di stampa, abbiamo appurato che non si formano conche, come se il calore del pezzo non gli facesse nulla.

Quindi in sostanza non abbiamo trovato un piatto di stampa, ma abbiamo scoperto che questo tipo di plexiglass può essere utilizzato come supporto per un eventuale nastro adesivo.



Nastro "Blue Tape" - materiale di stampa: ABS


Non è insolito trovare un video su youtube dove una stampante 3D stampa senza nessun problema su un piano ricoperto con un materiale di colore blu che sembra molto poroso.
Quel materiale è un particolare nastro adesivo molto diffuso negli USA chiamato ScotchBlue Painters Tape for Multi-Surfaces, utilizzato per fare delle mascherature a porte e finestre prima di dipingerle.
In Italia non sembra essere cosi diffuso, qui preferiamo usare il comune nastro di carta piuttosto che un nastro fatto a posta. Il nastro di carta è piuttosto poroso e quindi idoneo al test (in sostituzione del nastro Scotch non facilmente rintracciabile)




Effettivamente la superficie è parecchio porosa e sembra resistere bene alla temperatura del filamento. Un consiglio è quello una volta posizionati tutti i pezzi di nastro, strofinarci sopra un pezzo di scotch (dalla parte non adesiva naturalmente) per far aderire completamente tutti i bordi che possono essere rimasti sollevati (vedi foto sopra).



Test di stampa
La prova ha dato un esito abbastanza positivo, si rileva che l'oggetto difficilmente si stacca dal piano (solo in caso di taratura asse z errata) e una sensibile diminuzione dell'effetto di sollevamento dell'oggetto. Non è ancora perfetto, infatti il sollevamento c'è ancora e probabilmente può creare problemi per pezzi complessi o di notevoli dimensioni.Con netta probabilità, utilizzando PLA come materiale di stampa, i risultati migliorano ulteriormente.





Piatto riscaldato una valida soluzione - Heated bed MK2


Eccoci arrivati al punto di svolta! Se avete letto dal principio questa pagina,avrete capito che fino ad ora le stampe dovevano essere: brevi,non molto alte,e soprattutto lente altrimenti il risultato sarebbe stato il sollevamento dell'oggetto e conseguente fallimento della stampa 3D.

Ecco quindi il arrivato il momento di parlare del famoso piatto riscaldato.

COS'E', A CHE COSA SERVE, E A CHI SERVE:
Il piatto riscaldato non è nient'altro che una grossa resistenza elettrica che, grazie al calore generato, fa aderire quasi perfettamente i primi strati di materiale estruso e impedisce che quest'ultimi si raffreddino troppo velocemente. E’ importante far notare che il piatto riscaldato è dedicato per chi stampa con ABS, infatti alcune prove effettuate con PLA non hanno portato a evidenti miglioramenti di qualità.

Noi di 3dprintercad, consigliamo di acquistare, se possibile, sempre stampanti con piatto riscaldato perché in linea di massima sono quelle che garantiscono un risultato migliore in assoluto, dato che il piatto può essere tarato a temperatura desiderata che può variare da ZERO al massimo di gradi possibili, fornendo quindi il massimo prestazionale in relazione al materiale filamentoso da estrudere.

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