COME RISOLVERE IL PROBLEMA DELLA RITRAZIONE EFFETTO OOZING STRINGING PROBLEMA RITRAZIONE

COME RISOLVERE IL PROBLEMA DELLA RITRAZIONE

EFFETTO OOZING/STRINGING

L'effetto della ritrazione, più tecnicamente chiamato OOZING, è uno di quei problemi che affliggono la maggior parte degli utenti non molto pratici o poco smaliziati nella stampa 3D. Forse si potrebbe definire come "il problema" principale tanto è comune ed annoso.

L'estrusione dei materiali termoplastici è un processo complicato e che vede scendere in campo decine di variabili. Tuttavia capire cosa provoca queste fastidiose gocciolature di materiale – appunto l'effetto oozing – non è poi così difficile.
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Innanzi tutto occorre tenere in considerazione, che le prime incomprensioni sono relative alla retrazione e al suo funzionamento. La ritrazione provoca il ritiro del filamento fino alla fine dell'hot end. Così più ritrazione utilizzi meno sarà il materiale in eccesso.

Una volta che il filamento si è fuso all'interno dell'hot end non potrà più essere eliminato. La ritrazione impedisce questa situazione negativa. L'hot-end non è sigillato ermeticamente, se lo fosse non ci sarebbe possibilità di risucchiare il filamento fuso fino alla fine dell'hot end e questo causerebbe un eccesso di filamento ridotto in poltiglia. Fortunatamente non è questo il caso.
Provate a pensare alla cera di una candela. Se provi ad immergere la candela all'interno di una pozza di cera liquida e poi lo estrai, la cera fusa verrebbe via insieme alla candela? Naturalmente no. Una piccola quantità resterà attaccata alla candela ma certo non l'intera pozza di cera. Allo stesso modo il filamento solido posto oltre la zona di fusione non si porterà dietro il filamento fuso.

Bene, quindi se la ritrazione non trascina il filamento attraverso l'ugello, che cosa fa effettivamente?

Lo scopo della ritrazione è semplicemente quello di alleviare la pressione dalla zona di fusione in modo che il filamento non debba passare in modo forzato attraverso l'ugello durante lo spostamento dell'estrusore da un punto all'altro della stampa.

Molto spesso sul WEB si trovano forum dove vengono proposte soluzioni non efficaci riguardo alla ritrazione. Si trovano infatti suggerimenti che vanno da 0,1 mm fino a 20 mm. Ma allora qual'è la giusta misura di ritrazione? La quantità giusta è quella minima necessaria per ridurre il più possibile l'effetto oozing, di colatura del filamento durante il trasporto. Acune stampanti 3D richiedono una ritrazione maggiore rispetto ad altre e ognuna ha esigenze diverse. In generale però possiamo dire che difficilmente la ritrazione dovrà essere più di 5 mm o meno di 1 mm.

Ci sono un altro paio di azioni che influenzano l'effetto oozing. Guardiamo passo dopo passo la calibrazione della stampante 3D per evitare il più possibile l'effetto oozing, ma è molto importante partire da un'estrusore ben calibrato.

Ci sono solo 2 impostazioni da considerare al momento:

Retrazione

Accelerazione

Ci sono certamente altre impostazioni che influiscono sull'eventuale colatura di materiale ma questi due sono sicuramente i più importanti e i più semplici da testare e regolare.

Utilizziamo ora un semplice file STL per mostrare gli effetti delle diversi impostazioni sull'effetto oozing.

Come si vede nella foto sotto, si consiglia di stampare una prova di cubetti in PLA da 10 mm di lato. Si noterà che essi sono stati distanziati tra loro di 10 mm, 20 mm e 40 mm. Per questa stampa 3D è stata scelta una retrazione 0 e 40 mm/sec di accelerazione (velocità con cui l'estrusore viaggia spostandosi da un punto all'altro dell'oggetto senza rilasciare filamento). Questo rappresenta il peggior effetto oozing per una stampa 3D

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Si può notare che l'effetto tra i 20 e i 40 mm è di gran lunga peggiore rispetto alla distanza 10. Questo accade perchè il filamento, sulla breve distanza, non ha il tempo di fuoriuscire dall'hot end.

Ecco il motivo per cui la velocità di marcia per i movimenti dell'estrusore che non prevedono rilascio di filamento, gioca un ruolo molto importante per evitare l'effetto oozing.

Più veloce si muoverà l'estrusore meno tempo avrà il filamento di fondere quando non è necessario.

Tenendo presente questo come punto di partenza, la prima cosa da fare è aumentare la velocità di spostamento dell'estrusore. Ogni stampante 3D ha dei limiti differenti, ma 150-250 mm/sec è una media che ogni stampante 3D è in grado di gestire bene.

In questo caso la stampa 3D ha una ritrazione a 0 ma l'accelerazione è stata aumentata da 40 mm/sec a 150 mm/sec.

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Certo, va un po' meglio ma non è ancora accettabile

Una volta impostata l'accelerazione possiamo pensare ad aumentare la distanza di ritrazione. Ancora una volta, l'obiettivo è quello di utilizzarne la quantità minima necessaria. Impostare un valore di ritrazione più alto del necessario può causare un mal funzionamento della stampante 3D, macchie e problemi legati all'estrusione.

Questa stampa 3D ha 1mm di ritrazione e accelerazione a 150 mm/sec

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Vediamo un netto miglioramento – in particolare nel caso della distanza di 10 mm – ma ancora troppe colature tra le parti.

E ancora: ritrazione a 2 mm e accelerazione a 150 mm/sec

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Ci sono ancora un paio di fili sottili di PLA, che in foto si vedono con difficoltà, ma i bordi e le facce sono completamente puliti, senza macchie o eccessi di filamento estruso.

Ma non abbiamo ancora finito. Aumentiamo la ritrazione a 3 mm per vedere se c'è qualche miglioramento.

Quindi: ritrazione a 3 mm e accelerazione a 150 mm/sec

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Risultato perfetto! Nessuna colatura, nessun effetto oozing. I cubi sono stampati perfettamente. 

Sembra che 3 mm sia la giusta ritrazione per il PLA.
Per trovare il giusto equilibrio stampare il primo cubo con le tue solite impostazioni.

In base ai risultati provare a regolare sia l'accelerazione che la ritrazione. ATTENZIONE! Cambiare soltanto un'impostazione per volta. In questo modo si può osservare più facilmente il reale effetto per ogni modifica dell'impostazione. Regolare quindi la ritrazione cambiando di 0.5 o 1 mm per volta. Con distanze superiori a 5 mm o inferiori a 0,5 mm.

Potrebbe servire inoltre un test per la regolazione su diversi tipi di materiali. Alcuni filamenti possono ottenere più colature rispetto ad altri e possono richiedere una maggiore ritrazione.

Come si può notare da quanto sopra esposto, la regolazione di una macchina FDM per la stampa 3D non è cosa da poco. Per ogni materiale occorre ripartire da zero ed eseguire i test fino a trovare la migliore soluzione possibile per la propria macchina. Ovviamente, nel tempo, non sarà più necessario modificare i parametri migliori che rimarranno validi per ogni tipologia di filamento usato.