SOLUZIONE
PROBLEMI STAMPA 3D FILAMENTI IN GOMMA
Problemi
di estrusione con i filamenti morbidi in GOMMA e/o molto flessibili
Da
sempre, stampare i filamenti morbidi in GOMMA o similari ha sempre
creato problemi di “grippaggio” legati soprattutto al
TRASCINAMENTO ed alla " FLUIDITA' " del filamento. Questo
deriva dalla natura stessa del materiale che, essendo flessibile in
modo più o meno rigido ( dipendente quindi dal suo SHORE che può
essere di tipo A oppure D), non può essere spinto con la stessa
facilità dei materiali rigidi, lo stesso principio per cui non si
può spingere una corda attraverso un tubo molto stretto.
Il
problema nasce quando ci sono laschi in certe parti dell'estrusore,
in particolare, tra Il drive-gear (la ruota dentata che spinge il
lamento) e l'orifizio attraverso il quale il filamento accede
all'hot-end (punta metallica che fonde il filamento).
Anche
quando questo spazio è sufficientemente grande, il filamento medio
morbido tende a uscire dal suo percorso e a formare un nodo che
finisce per spuntare da un lato dell'estrusore, come si può vedere
nell'immagine.
Questo
problema e di maggior portata se si utilizza un filamento da 1.75 mm
dato che, avendo una sezione minore, è addirittura più
propenso a uscire dal percorso guidato anche se esso è
sufficientemente largo.
La
velocità di estrusione è quindi un elemento determinante
perché si verifichi questo problema. Se l'estrusore prova a spingere
il filamento a una velocità troppo alta, si crea una pressione verso
l'alto che fa si che il lamento esca dal suo percorso naturale.
Perciò il consiglio generale e di iniziare a stampare a una velocità
bassa o molto bassa, e andare ad aumentarla fino a trovare la
velocità massima sopportata dall'estrusore usato.
Anche
la dimensione del nozzle contribuisce alla velocità massima
sopportata dato che, più grande è, più materiale fuso potrà
essere estruso per unita di tempo e pertanto, maggiore
sarà
la velocità di stampa possibile.
Gli
estrusori progettati per l'utilizzo di filamenti flessibili
minimizzano i laschi, impedendo che il
filamento
possa uscire e utilizzano un sistema di doppio drive-gear per
incanalare con precisione il filamento ed
evitare completamente il problema suddetto, così come permettono di
aumentare la
velocità
di stampa.
Su
tutti gli estrusori che non sono stati progettati per l'utilizzo di
materiali elastici, possono far scomparire questi problemi.
Ovviamente molto dipende anche dalla qualità del filamento che se
non prodotto con materie prime dedicate e di ottima qualità,
potrebbe produrre altri tipi di problemi ancora impedendo il corretto
funzionamento del trascinatore e poi anche dell'estrusore.
COME
PREPARARE L'ESTRUSORE PER STAMPARE FILAMENTO IN GOMMA
Se
si sta sperimentando uno dei problemi sopra menzionati probabilmente
si dovrà adattare o sostituire il proprio estrusore. Esistono
diverse opzioni che elenchiamo dettagliatamente di seguito.
MODIFICARE
L'ESTRUSORE
A
volte è possibile utilizzare il filamento in gomma con estrusori non
ottimizzati, realizzando alcune modifiche sull'estrusore stesso.
Se
avete dei problemi nella stampa di filamento in gomma (di qualsiasi
morbidezza usato), FILOPRINT consiglia di seguire questi semplici
consigli, esposti in ordine di complessità.
1)
Limare il condotto in modo che il filamento acceda all'hot-end
Se
utilizzi un estrusore con il corpo di plastica, come quelli degli
estrusori già stampati o stampabili in 3D in “fai da te”, ti
consigliamo di provare quanto segue:
Lima leggermente i bordi
dell'orifizio che si trova proprio sotto del drive-gear, orifizio
attraverso
il
quale viene incanalato il filamento verso l'hot-end. Questo permette
di evitare sfregamenti e agganciamenti che possono causare i nodi
sopra descritti.
Può
essere necessario smontare parte dell'estrusore per effettuare questa
operazione.
2)
Inserire un tubo di teflon nell'estrusore
Una
seconda opzione, più complicata ma più efficace, consiste
nell'inserire un tubo di teflon (PTFE) nell'orifizio menzionato.
Questa tecnica permette inoltre di ridurre lo spazio con la
drive-gear, dato che il tubo in questione può essere collocato molto
vicino alla drive-gear. Si può anche modificare l'entrata del
tubo di teflon per adattarlo alla forma del drive-gear, lasciando uno
spazio minimo. In generale questa tecnica presuppone la trapanatura
dell'estrusore per permettere l'inserimento del tubo di teflon. Di
seguito potete vedere un'immagine del risultato:
In
primis consigliamo di scaricare LE IMPOSTAZIONI STAMPA già pronte
ed indicate per tutte le tipologie di filamento con SHORE A70/74 -
A82 - A95 oltre che i i PROFILI DI STAMPA esclusivi per i filamenti
marca RECREUS ( ma vanno bene anche per altre marche basta che siano
utilizzati per la gomma in merito appunto allo shore del filamento
stesso) scaricabili CLICCANDO QUI
2.
Attrito
L'eccessivo
attrito del filamento è il nemico per la stampa flessibile, può
causare una maggiore pressione sull'ingranaggio di conseguenza, di
conseguenza possono verificarsi più problemi di alimentazione del
filamento. L'eccessivo attrito prima e dopo l'ingranaggio conduttore
può causare problemi.
Soluzione
Prima
della trasmissione
Se
possibile, alimentare il filamento flessibile direttamente
nell'estrusore, senza utilizzare un tubo di alimentazione. Idealmente
dall'alto a un'altezza di 12 "o più dalla stampante, maggiore è
il migliore. Ciò fornirà un percorso illimitato, con gravità dalla
tua parte. Se è necessario utilizzare un tubo di alimentazione,
assicurarsi che sia in PTFE (basso attrito) anziché in silicone,
linea di alimentazione o tubo pneumatico ecc. Evitare curve o
piegature brusche nel tubo e consentire al filamento di entrare nel
tubo dritto come possibile. È un peccato che quell'ultima
generazione di alcune stampanti popolari abbia il percorso più
complicato che si possa immaginare.
Dopo
la marcia
Mantenere
questa lunghezza il più corta possibile verso l'estremità calda .
Spingendo un filamento flessibile in una estremità calda si otterrà
una compressione e il suo diametro aumenterà di conseguenza.
Associare questo con l'espansione termica del filamento all'interno
dell'estremità calda e la pressione aumenta, il risultato sono miss
miss. Un estrusore in stile Bowden è più problematico per questo
motivo. Suggerirei di montare l'estrusore dell'unità sopra la
stampante piuttosto che sul lato o sul retro, la gravità aiuterà in
questo caso. Anche per Bowden, come sopra, usa un tubo di
alimentazione in PTFE, ed è anche meglio con un filamento di 3 mm di
diametro per velocità di stampa elevate, 1,75 mm funzionerà, anche
se molto più lentamente.
In
conclusione Il liner in PTFE riduce l'attrito e agisce in modo
termico per isolare il filamento fino a quando non raggiunge
l'estremità calda, in modo che il diametro non si espanda troppo
presto.
Avvertenza:
la temperatura massima di stampa per l'estremità calda rivestita in
PTFE è di circa 265º C.
3.
Pressione hotend
L'ultimo
problema che affronteremo è una proprietà risultante della
risoluzione dei due problemi precedenti. Se ora abbiamo un filamento
limitato e abbiamo ridotto l'attrito, ora possiamo teoricamente
alimentare il filamento nell'estremità calda con una velocità di
avanzamento molto più rapida. Tuttavia, se la pressione si accumula
eccessivamente nell'estremità calda, ciò può aumentare la coppia
sul motore e il filamento può ancora allacciarsi o comprimersi in
modo sufficiente che il diametro allargato del filamento compresso
aggiunge più attrito alle pareti laterali della canna rivestita in
PTFE , questo aumenta ancora la pressione e inizia la spirale
discendente.
Soluzione
Provando gli ugelli da 0,2 mm, 0,3 mm, 0,4 mm e 1 mm e l'ugello da 1
mm lancia sicuramente il filamento come ti aspetteresti e puoi
aumentare la velocità. Un ugello da 1 mm può effettivamente
stampare oggetti di qualità piuttosto buona, perché l'altezza dello
strato Z può ancora essere impostata bassa, diciamo 0,3 mm.
L'estruso sarà schiacciato e perderai i dettagli su alcuni perimetri
complicati, ma la risoluzione Z sarà comunque buona. Un ugello da
0,4 mm è un buon compromesso per la qualità e la velocità XY.
Raffredda
la canna di passaggio.
Più piccola è la zona di fusione e più è vicina
all'ugello, meglio è. Una ventola che soffia sulla parte superiore
della canna e sopra l'area dell'estrusore generale manterrà questo
freddo e contribuirà a ridurre l'eventuale ammorbidimento prematuro
del filamento mentre viaggia lungo la canna. Se il filamento si
ammorbidisce troppo presto, può allacciarsi più facilmente ed
espandersi per afferrare le pareti laterali del rivestimento in PTFE.
Aumentare
la temperatura
Più calda è la temperatura dell'estremità calda,
maggiore è la velocità di scorrimento dell'estruso, quindi il
flusso è più facile. 240 gradi è un massimale comune per questo
materiale prima di iniziare a notare un po 'di ebollizione. Se il
filamento inizia a bollire, la stampa avrà un aspetto "spumoso",
che in realtà può comunque sembrare abbastanza buono. Poiché la
termodinamica delle varie combo hot-end del riscaldatore / termistore
sono così diverse, è difficile dire a quale temperatura esatta
stampare. Prova ad alzare la temperatura ed esegui alcune stampe di
prova, una volta che inizi a notare il materiale in ebollizione,
quindi torna indietro di 5 ° C.
SOFTWARE
SLICING
Uno
fra i milgiori programmi di SLICING è CRAFTWARE di Craftunique -
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Qeusto
programma riesce a stampare un filamento flessibile con le
impostazioni predefinite senza fare praticamente nessuna modifica o
variazione, si deve solo impostare la dimensione dell'ugello
(stranamente chiamato larghezza dell'estrusione) al proprio
predefinito e ridurre la velocità di conseguenza, impostando anche
la lunghezza di retrazione a 4 mm. Ha anche una grande funzione di
supporto personalizzabile, che consiste in supporti che possono
essere aggiunti / rimossi / ridimensionati / generati automaticamente
prima di tagliare, anche posizionati su angoli che si ramificano come
un albero. Il supporto è facilmente rimovibile, anche con filamenti
flessibili come Filaflex.
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sistema è perfetto e veloce, una grafica eccezionale ed
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ecco alcuni buoni profili di partenza usando Filaflex per Cura
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3)Stampare
una guida per il filamento e collocarla nell'estrusore
La
terza opzione consiste nello stampare un pezzo che faccia da guida
per il filamento e collocarlo
sotto
il drive-gear. Questi pezzi solitamente hanno una forma triangolare e
devono essere progettati rispettando le dimensioni di ogni estrusore.
In
Internet, in siti come THINGVERSE si possono scaricare questo tipo di adattatori per alcuni degli
estrusori più comuni. Ad ogni modo, si tratta di un disegno
semplice, che quanti possiedono conoscenze di disegno 3D potranno
creare da zero con facilita.
REGOLARE
LA PRESSIONE DEL DRIVE-GEAR SOPRA IL FILAMENTO
Considerato
che si tratta di un materiale flessibile, è particolarmente
importante che la pressione
del
meccanismo che spinge il lamento verso l'hot-end non sia eccessiva.
Nei lamenti rigidi, un eccesso di pressione, produrrà piccole tacche
nella superficie ( fenomeno chiamato in gergo GRIDDING), ma nel caso
di filamenti in GOMMA (anche quelli più rigidi) una pressione
eccessiva deformerà la sezione del filamento, dandogli una forma
ovale che fa sì che questo sia più propenso a otturare l'estrusore.
Gli
estrusori progettati per la stampa di filamenti flessibili tengono in
considerazione queste eventualità e sono provvisti di un meccanismo
per regolare la pressione del meccanismo motore. Se il vostro
estrusore permette di regolare detta pressione, ti consigliamo di
regolarla quando utilizzi un qualsiasi filamento in GOMMA per
adattarla alla sua morbidezza relativa.
La
pressione adeguata sarà quella minima necessaria affinché
l'estrusore possa muovere il filamento.
Se
il vostro estrusore non dispone del meccanismo per regolare la
pressione, si può comunque ridurla cambiando la molla o riducendo il
percorso possibile con la collocazione di un cuneo nel
punto preciso. Come esempio, mostriamo un'immagine di come ridurre la
pressione in un estrusore che non e predisposto per questo:
HeatCore
Extruder. BQ Hephestos and BQ Witbox
AGGIUNGERE
TENSIONE TRA LA BOBINA E L'ESTRUSORE
Si
è notato che in alcuni modelli di stampante è bene che, quando si
utilizza un filamento flessibile, ci sia una tensione tra la bobina e
l'estrusore in modo che il filamento non rimanga appeso.
Per
ottenerla si può provare a frenare la bobina, in modo che
l'estrusore debba tirare leggermente
il
filamento per srotolarlo. Si può anche collocare un accessorio
simile a quello in foto per ottenere
lo
stesso scopo.
Designed
for BQ Unibody and BQ Hephestos extruder
SOSTITUIRE
L'ESTRUSORE CON UNO OTTIMIZZATO
Ad
oggi i filamenti flessibili sono diventati molto popolari e di varia
natura tanto che è difficile che una stampante di ultima generazione
non sia preparata alla loro stampa in 3D.
Inoltre,
sono molti i progettisti che hanno creato estrusori stampabili capaci
di stampare qualsiasi tipo di filamento flessibile, come del resto
anche altri tipi di filamenti più i meno rigidi. Questi estrusori si
possono auto-costruire e per questo possono essere scaricati da
pagine come Thingiverse, per essere stampati e assemblati a casa.
Inoltre
sono sempre di più gli estrusori commerciali predisposti alla stampa
di filamenti flessibili
che
possono essere acquistati ed essere montati in modelli di stampanti
3D anche più economiche e/o un poco datate.
ESTRUSORI
STAMPABILI IN DIY ( AUTOCOSTRUITI)
Alcuni
di questi estrusori sono stati progettati da zero, altri sono
modificati su disegni già esistenti.
Qui
andiamo a presentare una lista non esaustiva di disegni di estrusori
che possono
essere
scaricati da Internet. Seguendo ogni link si potrà trovare la lista
di componenti completa, così come istruzioni di montaggio e commenti
di altri utenti.
L'hot-end
che viene installato nell'estrusore deve avere un pezzo di teflon
(PTFE) al suo interno
per
evitare frizioni, in modo che qualsiasi tipo di filamento, gommoso o
meno, fluisca correttamente permettendo una stampa 3d corretta senza
blocchi.
Molti
tipi di filamenti in gomma sono stati felicemente testati con
successo nei seguenti hot-ends *:
J-Head
MKV-B
Budassnozzle
V1.3
E3D
v6
Leonnozzle
V2
A
seconda della stampante che viene utilizzata, alcuni di questi
estrusori saranno più facili da installare, dato che possono
rimpiazzare direttamente l'estrusore originale della macchina.
(
* Bisogna tenere conto del fatto che la prova è stata effettuata con
hot-ends originali e non possiamo garantire lo stesso risultato con
repliche di questi)
FILE
STL PER STAMPARE IN 3D un Direct-drive hinged extruder for E3D/J-Head
FILE
STL PER STAMPARE IN 3D un Wade L3K Extruder (prusa I3) compatible la-
FILE
STL PER STAMPARE IN 3D un Printrbot Flexible Filament Direct Drive
Extru-
FILE
STL PER STAMPARE IN 3D un Ultimaker 2 PG35L Direct Drive Extruder for
1.75mm
E3D v6 Hotend by jasonatepaint: CLICCAQUI
ESTRUSORI
COMMERCIALI
Acquistare
un estrusore commerciale e più costoso che costruirne uno casalingo
tuttavia, di solito rendono meglio che questi ultimi e sono l'opzione
migliore quando si utilizza un filamento flessibile
Questi
estrusori ( nella figura sopra ) sono stati appositamente progettati
per evitare tutti i problemi sopra menzionatie qualcuno di essi può
permettere di estrudere un qualsiasi tipo di filamento in GOMMA a
una velocità superiore ai 70 mm/s.
CONSIGLI
PER UNA STAMPA 3D OTTIMALE CON I FILAMENTI IN GOMMA
LA
RETRAZIONE
La
retrazione e una tecnica usata nelle stampanti 3D FFF/FDM per
migliorare la finitura estetica dei pezzi. Consiste nel comandare
all'estrusore che ritiri alcuni centimetri di filamento quando questo
cambia di posizione, per evitare lo stringing o la comparsa di
piccoli fili di bava di filamento tra le diverse parti del pezzo che
si sta stampando.
OGGETTO
CON PROBLEMI DI STRINGING
Quando
si utilizzano filamenti flessibili può succedere che nel tentare una
retrazione molto brusca
il
filamento si tenda, invece di retrocedere. Perciò è caldamente
consigliato utilizzare dei parametri di retrazione diversi da quelli
usati con i filamenti rigidi.
I
2 parametri che possiamo controllare nella retrazione sono la
dimensione, o quantità lineare in
millimetri
di filamento retratto, e la velocità in mm/s dell'operazione.
Entrambi i valori devono essere inferiori a quelli utilizzati
abitualmente. Il modo ottimale per calibrare questi valori è quello
di effettuare delle prove per verificare quali sono i valori massimi
che sopporta la tua stampante nella stampa con i filamenti in GOMMA.
In
ogni caso, come punto di partenza, si può usare questi valori
consigliati:
Dimensioni
di retrazione: 1.5 mm
Velocita
di retrazione: 40 mm/s
A
seconda della stampante puo essere che sia necessario disattivare
totalmente la retrazione.
STAMPA
3D SEQUENZIALE
Un
filamento flessibile, presenta una viscosità differente a quella di
altri materiali quando raggiunge la sua temperatura di fusione. Per
questo e più propenso a lasciare piccoli fili di bava tra diverse
parti del pezzo quando il nozzle deve spostarsi da un punto ad un
altro senza estrudere.
Questa
regolazione puo essere effettuata attraverso il software, regolando
lo z-ofset nel programma di LAMINAZIONE, o regolando il meccanismo di
livellazione della piattaforma di stampa.
CONSIGLI
DI LAMINAZIONE
L'ALTEZZA
DELLO STRATO
L'altezza
dello strato determina la qualità del pezzo e il tempo di stampa.
Utilizzando
un nozzle da 0.4 mm abbiamo notato che l'altezza ottimale dello
strato e di 0.2 mm.
Con
questa altezza si otterranno strati fortemente uniti con una finitura
della superficie eccellente.
I
TOP LAYERS ED I PERIMETRI
I
top layers e i perimetri sono la copertura laterale e superiore del
pezzo. Il numero adeguato di
questi
dipenderà dall'INFILL ( riempimento pareti) e dall'uso che si andrà
a fare del pezzo.
Con
un INFILL alto si può ridurre il numero di top-layers a 3, dato che
la parte piena del pezzo
darà
loro una buona base dove appoggiarsi. Utilizzando dei valori di
INFILL medi o bassi è consigliabile aumentare il numero di
top-layers a 5, per essere sicuri che la parte superiore del pezzo
sia completamente sigillata.
Se
il pezzo deve subire deformazioni è consigliabile aumentare il
numero di shells o perimetri orizzontali. Aumentando il numero di
perimetri orizzontali si eviterà che nelle pareti del pezzo possano
crearsi fessure se si effettua pressione o trazione su di esse.
Questi
consigli sono validi quando si usa un nozzle da 0.4 mm e un'altezza
di strato di 0.2 mm.
Se
la dimensione del nozzle o l'altezza dello strato variano, anche il
numero di perimetri e di top-
layers
ottimali cambierà
Invitiamo
quindi tutti gli utenti ad effettuare le prove NECESSARIE con
pazienza e passione e a condividere eventualmente con noi il
risultato, facendo quindi opera di GRUPPO UTENTI con il vostro
FEEDBACK e per questo FILOPRINT ringrazia fin d'ora.
INFLUENZA
DELL' INFILL NELLA FLESSIBILITA'
La
quantita e il disegno dell'INFILL ha una grande influenza nel grado
di flessibilità dei pezzi stampati con filamenti flessibili.
Un
pezzo con un INFILL vicino al 100% si comporterà come un blocco di
gomma e può essere una
buona
opzione per pezzi come silent-blocks o spacers oppure O-Ring.
Utilizzando
invece un INFILL basso al 15%, si otterranno pezzi molli che potranno
essere schiacciati e deformati.
Anche
il modello di INFILL condiziona la flessibilità, non hanno lo stesso
comportamento un tipo di INFILL rettilineo ed uno tipo HONEYCOMB (a
nido d'ape). Si consiglia di effettuare le dovute prove e scegliere
quello più adatto al progetto voluto.
UTILIZZO
DI UN NOZZLE DI DIMENSIONI MAGGIORI
La
maggior parte delle stampanti utilizza di serie un nozzle da 0.4 mm,
una dimensione di nozzle che offre una buona proporzione
velocita/risoluzione. Un filamento in gomma di media durezza tipo con
SHORE A85, si stampa perfettamente con questo tipo di nozzle,
comunque è bene fare una puntualizzazione.
La
dimensione del nozzle limita la quantità di materiale che può
essere estruso per unita di tempo.
Utilizzando
filamenti rigidi questo limite è maggiore, dato che si può
aumentare la velocità e il filamento sopporta la pressione extra
necessaria affinché il materiale esca dal nozzle in modo corretto.
Con
i filamenti in gomma di media durezza tuttavia ( ancor più quelli
morbidi con SHORE A 74/78), il filamento si comprime se questa
pressione e troppo alta e, generalmente, deve essere stampato a
velocità minore.
Perciò,
se vuoi estrudere in modo corretto un filamento con SHORE A 80/90 a
velocità elevate, è consigliabile l'utilizzo di un nozzle di
dimensioni maggiori, a partire da 0.6 mm. Utilizzando uno di questi
nozzle si potrà stampare molto più rapidamente, con altezze degli
strati superiori, sacrificando qualcosa nella risoluzione. Se, dopo
le prove necessarie, il pezzo è soddisfacente sia in estetica che in
velocità di esecuzione, avrete trovato il giusto compromesso per la
stampa 3D del filamento flessibile usato.
SUPPORTO
PER LA BOBINA
Per
stampe lunghe è fondamentale che la bobina sia collocata su un
supporto adeguato, che
permetta
a questa di srotolarsi dolcemente e senza intoppi. Sul WEB ce ne sono
di ogni tipo, adeguati ad ogni forma di bobina anche di grandi
dimensioni, pronti da essere scaricati in formato STL e poi
auto-stampati in 3D.
E'
molto importante NON trascurare questo particolare perché molto
spesso è proprio la mancanza di un giusto supporto bobina che
potrebbe far fallire le stampe, specie quelle con bobine di grosse
dimensioni.
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