COME GENERARE CORRETTAMENTE I SUPPORTI PER LA STAMPA 3D E STAMPARE OGGETTI CON PARTI A SBALZO GUIDA PER ACQUISTO MIGLIORE PVA

COME GENERARE CORRETTAMENTE I SUPPORTI PER LA STAMPA 3D E STAMPARE OGGETTI CON PARTI A SBALZO – GUIDA PER ACQUISTO MIGLIORE PVA

Cosa sono i supporti nella stampa 3D

Si chiamano "supporti di stampa" tutte quelle geometrie necessarie al sostegno di parti al sbalzo dell'oggetto in stampa. La dimensione dell'oggetto non conta, conta di quanti gradi sono piegate alcune parti e quanti "vuoti" ci sono in esse. Per stampare in 3D parallelepipedi solidi senza nessuno sbalzo non servono, servono in vece al contrario per tutte le altre geometrie che hanno almeno un vuoto od un angolo di piega. Quando un oggetto che volete stampare con la tecnica additiva FDM 3D possiede quindi tali prerogative di angoli e vuoti, allora necessita di supporti. Ciò è semplice da intuire. Se non riuscite a stare in piedi con un piede solo dovete usare una stampella, cioè un supporto.

A cosa servono i supporti nella stampa 3D

Ovviamente quindi ci si deve porre la domanda: quando devo utilizzare i supporti nella stampa 3D? Come quando si costruisce una casa, nelle parti vuote si deve aggiungere una impalcatura, perchè altrimenti i mattoni cadrebbero nel vuoto. Questo principio è esattamente mutuato per la realizzazioni di oggetti stampati in 3d, di qualsiasi tipo e natura essi siano.

In inglese la parete sporgente viene chiamata “overhang”. Nella stampa 3D è un problema comune a molti disegni 3D. Vediamo un oggetto che diventa un test per molte problematiche che dovrai risolvere, per migliorare le tue capacità, e per riuscire a stampare bene in 3D.

Il file .stl di questo disegno 3D gratuito lo trovi CLICCANDOQUI

La spiegazione del significato di ogni particolare di questa stampa 3D lo trovi nella immagine qui sotto.

Quello che ci interessa di questo test è la prova di overhang, che parte da 25° fino ad arrivare a 45° di sporgenza. Come vedi quando la sporgenza è limitata a pochi millimetri si riesce a stampare anche senza supporti (vedi il test “bridge”). Se la tua stampante non riesce a superare questo test, i supporti potranno aiutarti a migliorare la tua stampa 3D.

TUTORIAL SU COME STAMPARE I SUPPORTI PER STAMPA 3D FFF/FDM

(Gentile concessione: Pietro Meloni)

Abbiano un solo estrusore? In questo caso non abbiamo possibilità alcuna se non di utilizzare lo stesso materiale (filamento) che impieghiamo per la costruzione. Magari, deponendolo diversamente.

Indipendentemente da questa (grossa) differenza, della quale parleremo approfonditamente in seguito, cominciamo a discutere di dove, come e quando collocarli. La maggior parte dei programmi di slicing provvede in modo semiautomatico alla generazione dei supporti necessari, in base sia alle caratteristiche geometriche del modello che intendiamo ottenere, sia in base ad alcune scelte (parametri) dell’operatore.

L’aspetto più importante di queste scelte è l’angolo di generazione. Questo parametro determina quali superfici verranno supportate e quali no in base al loro angolo di inclinazione rispetto all’orizzontale o alla verticale a seconda del software.

In altri termini, durante la generazione del percorso di deposizione, lo slicer analizza attentamente quanto le singole superfici risultino inclinate (in sottosquadro), e genera i supporti per quelle superfici che superano l’angolo massimo di inclinazione impostato nei parametri, per poterle sostenere in fase di costruzione.

Come facciamo a sapere qual’è l’angolo di inclinazione corretto da impostare?

Bella domanda. Iniziamo col dire: col buonsenso. La prima cosa da fare è ovviamente quella di collocare il modello sul piano di lavoro in maniera che si creino minori necessità di generare supporti possibile. Un esempio tra tutti: dovendo stampare un modellino di un tavolo, se dovessimo collocarlo come in genere vediamo un tavolo (con le gambe a contatto del pavimento), sarebbe necessario supportare tutta la superficie dell piano del tavolo. Basta capovolgerlo, per eliminare completamente la necessità di supporti. Quindi, prima di tutto, studiamo la collocazione. Non trascurando il fatto che la superficie di contatto con il piano di lavoro deve comunque essere abbastanza ampia per assicurare una buona adesione.

Assodato questo aspetto, nella scelta dell’angolo dobbiamo considerare che una quantità insufficiente di supporti potrebbe compromettere la qualità delle superfici, o determinare un cedimento strutturale – distacco di parti del modello. Per contro, troppi supporti aumenterebbero senza motivo i tempi di stampa, il costo di materiale e renderebbero più complicata la rimozione e la finitura del modello. Quindi, dobbiamo impostare un angolo tale da fare in modo che la quantità di supporti sia sufficiente ma non eccessiva.

Il valore ottimale varia in base a diversi aspetti.

A seconda del materiale di costruzione. Ad esempio, il PLA si può generalmente stampare con meno supporti rispetto all’ABS; la distanza che può essere coperta “senza rischi” tra un supporto e il successivo (ponteggio – bridge) è più lunga.

A seconda del diametro dell’ugello. Un ugello di diametro maggiore permette ad esempio di creare pareti a strapiombo con un angolo più pronunciato, senza la necessità di aggiungere supporti.

Nello schema in basso, si può vedere come – a parità di quantità di sovrapposizione tra un layer e il successivo, un ugello di diametro più grande consenta di gestire un angolo di inclinazione maggiore di una parete:

FOTO 1

Un buon valore di riferimento con ugello 0,4mm per l’ABS è un angolo di 20-30° rispetto all’orizzontale (80-70° rispetto alla verticale). Questo valore assicura una quantità moderata di supporti, che sono comunque sufficienti a sostenere la costruzione. Il PLA si accontenta mediamente di 5° in meno.

Può comunque risultare necessario variare questo valore anche di molto, in casi particolari. Vediamo un esempio.

Il modello da stampare è un simpatico minions che tiene in mano un cuore.

FOTO 2

Con lo slicer Z-Suite, impostiamo il consueto valore di angolo di 20° rispetto all’orizzontale, che generalmente funziona bene. Il risultato è questo, apparentemente corretto:

FOTO 3

Ma esaminiamolo meglio. Se provassimo a stampare questo modello con le attuali impostazioni, andremmo probabilmente incontro ad una brutta sorpresa. Utilizziamo l’anteprima per sezioni, esplorando i primi layer:

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Nel particolare ingrandito, si vede chiaramente che la base del cuore ha una superficie minima di contatto, e per una certa altezza non è sostenuto. Con grande probabilità, cadrà prima che il cuore si “congiunga” al corpo.

Vediamo lo stesso dettaglio, ma con i supporti calcolati con un angolo di 60°, molto più “conservativo”:

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Possiamo vedere ora che la base del cuore è completamente sostenuta. Con queste impostazioni, possiamo stampare con sicurezza.

Rapporto tra la superficie di base e l’altezza dei supporti

Un’altra “insidia” nella creazione dei supporti è il rapporto tra la superficie di base e l’altezza, che ne influenza la solidità. Anche in questo caso, ci aiutiamo con un esempio.

Supponiamo di voler stampare una miniatura di un corpo umano, nel quale la le braccia sono disposte lungo i fianchi. Con buone probabilità, le prime necessità di supporto si verificheranno in corrispondenza dei gomiti e del mento. Si verranno quindi a creare dei supporti “stretti” e “lunghi”, come quelli nell’immagine. Qual’è il problema: che con le immancabili vibrazioni, e lo sfioramento dell’ugello sui supporti nei vari movimenti, questi supporti “fragili” probabilmente cadranno prima di assolvere alla loro funzione.

FOTO 6

Se disponiamo di uno slicer che lo consente (dotato ad esempio di supporti manuali), possiamo irrobustire i sostegni:

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Ma anche nel caso in cui lo slicer che utilizziamo non disponga di supporti manuali, possiamo affrontare questo genere di situazioni, risolvendo il problema con il software di modellazione.

Sarà sufficiente costruire delle strutture adeguate, e farle arrivare a qualche millimetro dal modello. Attivando poi normalmente la generazione dei supporti automatica, questi verranno aggiunti per colmare il divario tra strutture realizzate con il software CAD e il modello reale.

Vediamo un esempio (nota: per semplicità, il supporto riguarda soltanto la zona del mento)

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Distanza del supporto dal materiale di costruzione

Una volta orientato il modello nel modo più conveniente, e definito l’angolo di supporto, restano ancora (nella maggior parte dei software di slicing) alcuni aspetti da definire.

Uno tra i più importanti è la distanza tra il materiale di supporto e quello di costruzione.

Questa valore, espresso generalmente da tre parametri (distanza in verticale, distanza dal piano di costruzione e distanza dal modello), permette di fare in modo che il supporto aderisca con maggiore o minore forza al materiale del modello. Ovvero risulti più o meno stabile, e corrispondentemente più o meno semplice da rimuovere al termine della stampa. Certo, strutture più facilmente rimovibili sono comode; d’altro lato, se sono troppo facilmente rimovibili si rischia che si distacchino prima del tempo, lasciando il materiale senza sostegni. A seconda del tipo di filamento che stiamo stampando, e del suo grado di adesione inter-layer, dovremo aumentare o diminuire questi valori. Ad esempio, gli

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elastomeri e il Polipropilene hanno una forte adesione tra strato e strato; quando li usiamo, dovremo aumentare la distanza dei supporti, altrimenti non si staccheranno più.

Geometria dei supporti

Alcuni programmi consentono di sceglierla, per rendere le strutture di sostegno più o meno robuste, e più o meno “conformi” rispetto al modello che dovranno sostenere. Ad esempio, il validissimo IdeaMaker consente di creare le strutture in modalità standard o in modalità pilastro (pillar). In entrambi i casi i supporto potranno essere semplici linee (a zig-zag) o griglie, e sulla sommità potranno venire o meno costruite superfici che replicano la forma delle superfici del modello sovrastante (dense layer).

Vediamo qualche esempio. In basso, il modello per il quale dobbiamo creare dei supporti.

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Nell’immagine in alto, la vista di sezione del modello, per il quale sono stati creati supporti Standard – tipo linee.

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In questa seconda immagine, i supporti sono sempre Standard, ma tipo griglia. La robustezza è senza dubbio maggiore (e anche la difficoltà di rimuoverli).

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In questa terza immagine, i supporti sono a Pilastro (Pillar), con tipo linee. Rispetto alla prima immagine (Standard), i supporti risultano inferiori, e non sono connessi tra loro. Questo rende più facile la rimozione, ma risultano anche più fragili.

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Nella quarta immagine, i supporti sono nuovamente a Pilastro (Pillar), con tipo griglia. Risultano più robusti dei precedenti, ma rispetto ai supporti Standard comunque limitati alle sole zone con angolo critico.

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In questa immagine, i supporti precedenti, con l’opzione “Dense layer” attivata. Prima del materiale di costruzione, vengono creati due strati “densi”, che migliorano la qualità delle superfici supportate. Dense layer può essere applicato anche ai supporti Standard, sia di tipo linea che di tipo griglia.

Come regolarsi con queste otto diverse combinazioni di opzioni? Cerchiamo di fornire qualche indicazione.

Supporti Standard con tipo linee – No Dense Layer. Sono adeguati per sostenere modelli geometrici (es. plastici) caratterizzati da superfici da supportare di tipo semplice.

Supporti Standard con tipo griglia – No Dense Layer. Consigliati, sempre per modelli geometrici, quando i supporti risultano alti e stretti, per aumentarne la rigidità.

Supporti Pilastro con tipo linee – No Dense Layer. E’ una soluzione che consente di ridurre al minimo, preservando le superfici con angoli critici, la quantità di supporti, e quella che permette in assoluto la rimozione più facilitata.

Supporti Pilastro con tipo griglia – No Dense Layer. E’ una variante più robusta della precedente.

Opzione Dense Layer attivata: questa opzione, attivabile per tutte le combinazioni precedenti, fa in modo che venga creato, tra la fine del supporto e la relativa superficie del modello, uno strato più denso, composto di N layer. La presenza di questo strato più denso permette di sostenere con maggiore efficacia superfici complesse, es. organiche, o minuti dettagli.

Oltre a questa serie di possibilità offerte dagli slicer “aperti” (queste possibilità non sono presenti in Z-Suite, ad esempio, che controlla in modo automatico i supporti), l’operatore ha la facoltà di decidere la densità del supporto. Questo parametro, generalmente una percentuale rispetto al volume, opera in modo simile all’analogo parametro usato per il riempimento (Infill). Ovvero, 100% indica un supporto “solido”, mentre valori bassi (5-10%) indicano un supporto molto “rado”. La densità influisce ovviamente sulla robustezza dei supporti, sul tempo di stampa e materiale consumato, e sulla facilità o meno di rimozione.

I supporti con il doppio estrusore

Ci eravamo ripromessi di discutere di questo affascinante argomento all’inizio dell’articolo, ed eccoci arrivati al punto. La questione è abbastanza semplice: un doppio estrusore consente di utilizzare contemporaneamente, nella stessa stampa, due materiali diversi. Ovvero, nella fattispecie, un materiale più adatto per la costruzione vera e propria, ed un differente materiale, più adatto per sostenerla ove necessario.

Tornando per un momento all’edilizia, è una cosa che si usa spesso: gli edifici sono generalmente costruiti in laterizi, malta, cemento, mentre i supporti sono in acciaio o legno. Il vantaggio di un doppio materiale è evidente; ciascuno dei due è più adatto alla funzione che deve svolgere nella costruzione.

Nello specifico, utilizzare due estrusori in relazione ai supporti consente di:

utilizzare un materiale di supporto più facilmente rimovibile meccanicamente rispetto al materiale di costruzione del modello. Ad esempio, si può usare il filamento PolySupport, che risulta facile da asportare e non si fissa al materiale del modello. Un video di esempio è disponibile al seguente collegamento - CLICCA QUI  

utilizzare un materiale di supporto solubile, che può essere – una volta terminata la stampa – disciolto in acqua o solvente.

Questa seconda opzione, della quale parleremo in modo approfondito più avanti

PVA e sue varianti. E’ un filamento a base di alcool polivinilico, un polimero sintetico solubile in acqua (formula ideale [CH2CH(OH)]n). Questo materiale è largamente utilizzato nei collanti per la carta, cosmetici, decalcomanie etc. A fronte del vantaggio di poter essere disciolto in acqua, presenta il problema di una elevata igroscopia; la vita utile di una bobina una volta aperta è particolarmente breve (giorni o addirittura ore a seconda dell’umidità dell’aria). E’ inoltre un filamento costoso, e tende a formare residui carboniosi nell’ugello se si utilizzano temperature troppo elevate.

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Un ulteriore parziale svantaggio del PVA è la sua difficoltà di stampa, e di adesione al materiale di costruzione. I parametri sono molto critici, ed in generale è necessario aumentare notevolmente il flow rate rispetto ad un filamento “normale”.

HIPS. E’ un polimero della famiglia dei polistirene, alla quale appartiene anche l’ABS. Può essere disciolto in Lemonene, un idrocarburo ricavato dalla buccia dei limoni, della quale conserva il caratteristico odore. L’HIPS è un filamento di costo comparabile ai normali PLA ed ABS, non particolarmente igroscopico (quindi con un ciclo di vita una volta aperto molto più lungo rispetto al PVA), e molto più facile da stampare.

Il tempo necessario per il completo scioglimento è relativamente lungo: dalle 12 alle 30 ore, a seconda del modello. Per velocizzare un poco lo scioglimento del PVA si consiglia di immettere la stampa in un contenitore con acqua a temperatura massima di 40 gradi e, ogni volta che l'acqua si è raffreddata, svuotare e riempire di nuovo il contenitore ancora con acqua calda, fino a completo scioglimento. In questo modo il tempo necessario potrebbe anche dimezzarsi, ovviamente in base anche a che tipo e che quantità di riempimento sono presenti nel modello.

Per aiutare nell'acquisto del materiale di supporto più idoneo, si prega di continuare la lettura di seguito.

TIPOLOGIE DI FILAMENTI IN PVA PER STAMPARE I SUPPORTI CON MACCHINE FDM DOPPIO E SINGOLO UGELLO

Tutte le tipologie di filamento BASE PVA indicate di seguito sono acquistabili nel nostro shop FILOPRINT

Il PVA (PoliVinilAlcol) è un filamento stampa 3d FDM completamente solubile in acqua per stampanti 3D a doppio estrusore, caratteristica che lo rende ideale come materiale di stampa di supporti interni ed esterni per oggetti in di forme e geometrie particolarmente complesse.

Con il PVA è possibile ottenere stampe complesse in maniera assolutamente pulita senza la necessità di rimuovere meccanicamente i supporti dall'oggetto finito: basta immergere l'oggetto in acqua (anche fredda, ma temperature più elevate rendono il processo più rapido) e i supporti si dissolveranno senza lasciare residui sul manufatto.

La sua completa solubilità in acqua rende adesso possibile anche la realizzazione di supporti interni all'oggetto, è inoltre trasparente ed inodore, RoHS certified e REACH compliant.

Per contro non è di facile utilizzo, specie su macchine non molto performanti e la sua difficoltà di adesione sia al materiale dell'oggetto primario che al piano di stampa ne fanno una tipologia di filamento non semplice da stampare, inoltre è molto igroscopico e la sua struttura è molto attaccabile dall'umidità nell'aria compromettendone di molto le performance, ma ne parleremo più avanti

CONSIGLI GENERALI SULLA STAMPA DEL PVA

Il PVA PoliVinilAlcol è suscettibile all'umidità, per cui è necessario porre molta cura nella conservazione della bobina, in ambienti non umidi, a temperatura controllata, in presenza di silica gel.

Questo filamento si stampa analogamente ai comuni PLA e ABS, non necessita di piano riscaldato ma se necessario per la stampa dell'oggetto impostarlo secondo le indicazioni del materiale utilizzato.

Il PVA si abbina molto bene con tutti i tipi di NYLON e PLA. L'abbinamento invece con il ABS e gli ELASTOMERI generalmente non è garantito.

Per ottenere stampe perfette è opportuno utilizzare il PVA in ambienti ad una temperatura inferiore ai 28 °C e con un'umidità relativa inferiore al 55%.

Recentemente è stato realizzato un tipo di PVA speciale chiamato PVA ATLAS. Trattasi di una tipologia di filamento che abbiamo potuto testare molto attentamente e che si riesce a stampare anche su macchine “tipo PRUSA” in modo più facile ad a risoluzioni fino a 0,1 mm

IMPOSTAZIONI DI STAMPA

Si consiglia una temperature del piano di stampa di 60 °C circa quando viene stampato come un materiale singolo. Se invece è utilizzato come materiale di supporto è possibile utilizzare la temperatura del piano di stampa richiesta dal filamento con cui viene accoppiato. La temperatura dell'ugello più corretta deve essere compresa indicativamente tra 215 °C e 225 °C.

Per risultati ottimali si consiglia di utilizzare il raffreddamento con ventola con velocità al 50% almeno per i primi layer. Per aumentare l’adesione al piano, si consiglia di aumentare il flowrate (anche sino al 150-180%) al fine di creare una sovrapressione che permette quindi di “spingere” il materiale contro la superficie alla quale deve aderire.

GUIDA GENERALE PER LA STAMPA DI MATERIALI CON IL SUPPORTO IN PVA

La stampa con PVA in generale non è facilissima e richiede una buona dose di esperienza di stampa 3D, in quanto non esiste un formato generico adatto a tutte le dimensioni per la stampa a doppia estrusione con materiali PVA. Le impostazioni ottimali del PVA possono persino variare tra gli stessi modelli di stampanti 3D.

Una delle sfide più comuni è stabilire un buon legame tra il materiale di supporto PVA e il materiale da costruzione primario.

Di seguito i parametri sono della massima importanza per stabilire una buona aderenza.

Verificare la distanza di estrusione tra l'oggetto stampato e il supporto PVA.

L'impostazione predefinita nella maggior parte dei software slicer è spesso impostata su una distanza di 0,1 mm o 0,2 mm, che funziona bene per il supporto a distanza, ma non per il supporto PVA.

Per i materiali di supporto PVA, la distanza di estrusione deve essere impostata su 0.0mm poiché entrambi i materiali devono realmente entrare in contatto l'uno con l'altro. La temperatura di stampa (ugello) è estremamente importante e si consiglia di misurare la temperatura effettiva dell'ugello e di confrontare questa temperatura con la temperatura impostata nelle impostazioni di stampa.

Se la temperatura effettiva dell'ugello è ad esempio 10 °C inferiore alla temperatura nelle impostazioni di stampa, potrebbe benissimo essere che lo strato di materiale di supporto PVA non scorre in modo ottimale nello strato del materiale di costruzione primario. Si vede spesso che la temperatura effettiva dell'ugello varia dalla temperatura di stampa impostata nel software di taglio.

Verificare che gli ugelli della stampante siano ben livellati e abbiano esattamente la stessa altezza, in modo che non vi sia alcuna "differenza di altezza" durante la stratificazione del materiale di supporto PVA sopra il materiale da costruzione primario. Per verificare ciò, si consiglia di stampare in 3D una barra da 5 cm x 1 cm e di stampare ogni 1 o 2 strati con l'ugello sinistro e i seguenti da 1 a 2 strati con l'ugello destro e ripetere più volte questo processo. Se noti una stratificazione non perfetta, gli ugelli non vengono livellati correttamente. Ad esempio, questo processo può essere eseguito con PLA.

IMPOSTAZIONI INDICATIVE DI ADESIONE AL PIANO

PVA/BVOH con PLA: Selezionare BRIM come metodo di adesione. L'opizione BRIM consente di stendere una leggera quantità aggiuntiva di filamento attorno al primo strato del pezzo, per assicurare una maggiore adesione al piano di stampa.

PVA con NYLON: Selezionare RAFT come metodo di adesione. Il RAFT consiste in un primo strato completo di materiale di supporto in modo che il pezzo non sia a contatto con il letto di stampa. Potrebbe essere più semplice rimuovere il RAFT dal piano di stampa leggermente caldo ( circa 40°C )

ADESIONE

Con gli accorgimenti di cui sopra il PVA dovrebbe aderire abbastanza bene al letto di stampa. Tuttavia se si dovesse incontrare difficoltà di adesione, si consiglia di applicare un sottile strato di colla vinilica ( diluita al 50% con acqua).

Seguire le tracce di indicazione stampa come segue:

PVA (singolo)

Temp. Ugello: 215-225 °C

Temperatura letto stampa: 60 °C

Metodo di adesione: PVA BRIM

Velocità di raffreddamento ventole: 50%

PVA con PLA

Temp. Ugello: 215-225 °C

Temperatura letto stampa: 60 °C

Metodo di adesione: PVA BRIM

Velocità di raffreddamento ventole: 50%

PVA con NYLON

Temp. Ugello: 215-225 °C

Temperatura letto stampa: 60 °C

Metodo di adesione: PVA RAFT

Velocità di raffreddamento ventole: 50%

COME DISSOLVERE IL PVA/BVOH

Per dissolvere il PVA ed eliminarlo dall'oggetto stampato si consiglia di seguire i

seguenti accorgimenti

Acqua tiepida

L'acqua leggermente calda riduce il tempo di dissoluzione. Pertanto assicurarsi che la temperatura dell'acqua non superi i 35 °C, altrimenti il PLA potrebbe lesionarsi. NON utilizzare mai acqua a temperatura superiore a 50 °C. IL tempo di scioglimento può superare anche le 24 ore.

Acqua corrente

Utilizzare acqua corrente diminuisce il tempo di dissoluzione, in alcuni casi anche sotto le 3 ore ( a seconda ovviamente della quantità di materiale di supporto utilizzato per la stampa)

Utilizzo di Pinze per la rimozione

E' possibile velocizzare ulteriormente il processo anche inserendo l'oggetto stampato con supporto PVA in acqua tiepida per circa 10 minuti. In seguito è possibile rimuovere gran parte dei supporti utilizzando delle pinze a becco. Quando tolto il “grosso” del materiale di supporto, reimmergere la stampa di nuovo in acqua, e solo le parti rimanenti potranno così dissolversi in un tempo più breve.

RISCIACQUARE IL PEZZO STAMPATO IN 3D

Una volta che tutte le operazioni di cui sopra sono state fatte, si consiglia di risciacquare sempre con acqua corrente il pezzo per pulirlo da eventuali impurità rimaste.

LASCIARE ASCIUGARE LA STAMPA 3D

Infine occorre lasciare che il pezzo pulito si asciughi completamente e poi, eventualmente procedere con le operazioni di POST-PROCESSING per il trattamento dell'oggetto stampato in 3D.

SMALTIMENTO DELL'ACQUA RESIDUA

Il PVA è un materiale BIODEGRADABILE AL 100% e quindi le acque di scarto possono essere smaltite direttamente nello scarico acque chiare, meglio se agganciato ad un impianto di depurazione acque a valle del sistema. In seguito fare scorrere per circa 30 secondi, dell'acqua calda dal rubinetto nel lavandino di scarico onde evitare possibili otturazioni. Si consiglia di non utilizzare più l'acqua di scarto con il PVA disciolto in essa, in quanto potrebbe non essere idonea alla completa e perfetta diluizione di una parte successiva.

COME CONSERVARE IL PVA

Il PVA è un filamento per la stampa 3D comunemente utilizzato per creare strutture di supporto solubili in modo da facilitare la creazione di geometrie anche molto complesse.

TIPOLOGIE DI PVA

Esistono diversi tipi di filamento in PVA. Si parte con:

PVA IDROSOLUBILE: di fatto è quello che esiste da tempo sul mercato e non ha mai subito nessuna variazione di composizione. Di fatto è il materiale più “puro” nel senso che appunto è costituito in gran parte dalla sua materia prima originale in compound senza particolari additivi.

BVOH SPECIFICO PER USO A SUPPORTO DEL SOLO PLA

BVOH è un filamento di supporto solubile in acqua per la stampa 3D multiestrusione complessa. Il filamento BVOH stampa in 3D senza rischi di intasamento dell'hot-end e si lega a quasi tutti i materiali da costruzione.

Il filamento per stampante 3D BVOH - Butenediol Vinyl Alcohol Co-polymer - di FormFutura è un materiale di supporto solubile in acqua avanzato per la stampa 3D multi-estrusione complessa. BVOH si lega a quasi tutti i "materiali da costruzione" e si dissolve in acqua a una velocità maggiore rispetto ai materiali di supporto PVA. La sua stabilità termica è ottimizzata per eliminare qualsiasi rischio di intasamento dell'hot-end dovuto al degrado termico.

Caratteristiche principali

Buona adesione con quasi tutti i "materiali da costruzione"
Ottima solubilità in acqua
Resistente al degrado termico grazie alle proprietà di scorrimento del fuso ottimizzate
Ecologico
I rifiuti possono essere smaltiti sciacquandoli (con acqua) attraverso qualsiasi normale scarico domestico

APPLICAZIONI

Stampa 3D multiestrusione affidabile di strutture complesse che richiedono un materiale di supporto idrosolubile

Geometrie di stampa 3D con grandi sporgenze o complesse strutture cave

stampi in PVA

Linee guida generali per la stampa PVA/BVOH

ugello: ≥ 0,15 mm
altezza dello strato: ≥ 0,1 mm

Temp. stampa: ± 200 - 230° C **
Velocità della ventola: 0 - 30%

Letto riscaldante: ± 65 - 75° C

* ) Le impostazioni visualizzate sopra servono come guida per trovare le impostazioni di stampa ottimali. Questi intervalli nelle impostazioni dovrebbero funzionare per la maggior parte delle stampanti, ma sentiti libero di sperimentare al di fuori di questi parametri se ritieni che sia adatto alla tua stampante. Esistono molti tipi diversi di stampanti, hot-end e offset della stampante che è estremamente difficile fornire un'impostazione generale adatta a tutti.

** ) Non superare una temperatura di stampa di 230˚C per un periodo di tempo prolungato. Per alcuni modelli di stampante si raccomanda di controllare che, durante la stampa del materiale primario, l'HOTEND del secondo ugello in stampa BVOH sia spento nei momenti in cui, da programma SLICER, la stampante non sta eseguendo la stampa dei supporti, onde evitare che il filamento rimanga troppo a lungo fermo nella parte calda del HOTEND liquefacendosi troppo e quindi otturando l'ugello.

Nel caso in cui il PVA/BVOH sia rimasto aperto fuori dalla sua confezione originale sottovuoto per più di un giorno, si consiglia di asciugare in forno il materiale prima di riutilizzarlo.

PVA ATLAS: PVA Atlas Support ™ by Formutura invece è una nuova tipologia di PVA più avanzato, realizzato al fine di legare al meglio con una vasta gamma di materiali termoplastici come il PLA, ABS, HIPS, TPE, TPU. PETG, ASA, ecc.

PVA Atlas Support ™ è stato studiato per essere molto meno sensibile alla degradazione provocata dall'umidità, garantendo prestazioni anche nel lungo periodo di utilizzo, se conservato correttamente al riparto comunque dall'umidità e sigillato in modo corretto. PVA Atlas Support ™ si pone quindi come la nuova generazione di materiali di supporto idrosolubili per la stampa FDM 3D. Atlas Support ™ è il risultato di una lunga ricerca per il miglioramento PVA che ha portato ad una formulazione unica dove numerose qualità di PVA sono stati miscelati in un unico filamento di supporto solubile in acqua di qualità fin'ora mai raggiunta.

Atlas Support ™ ha anche una migliorata stabilità termica rispetto al PVA "normale" e che assicura un processo di stampa molto più stabile in dual estrusion. Ugelli intasati a causa della doppia stampa di estrusione con PVA standard ora appartengono al passato. Atlas Support ™ ha grande legame ad una grande varietà di materiali, come il PLA, ABS, PETG, ASA, HIPS, FlexiFil, ecc .. e ultimo, ma non meno importante, è molto meno sensibile alla degradazione dall'umidità. Questo rende Atlas Support ™ molto meglio e più a lungo onservabile. Atlas Support ™ è solubile in acqua fredda ed è 100% biodegradabile una volta disciolto in acqua.

HELIOS PVA SUPPORT HIGH TEMP: è un materiale PVA solubile in acqua "resistente ad alta temperatura", concepito come materiale di supporto per la stampa 3D a doppia estrusione in combinazione con materiali tecnici che richiedono di essere stampati a temperature più elevate e / o in camere riscaldate.

HELIOS PVA SUPPORT HIGH TEMP può essere stampato a temperature degli ugelli fino a 250 °C senza il rischio di crosslinking e ostruzione degli ugelli e aderisce molto bene a materiali a base di stirene come ABS, Gomma, ASA, PLA, Polipropilene, Polietilene, Copoliesteri.

HELIOS PVA SUPPORT HIGH TEMP si dissolve leggermente più lentamente in acqua rispetto al PVA normale, ma il processo di dissoluzione può essere velocizzato quando si utilizza acqua calda a 60 Gradi Celsius e circolante.

CARATTERISTICHE HELIOS PVA SUPPORT HIGH TEMP

Può essere stampato a temperature dell'ugello fino a 250 °C
Nessun rischio di cross linking e ostruzione degli ugelli
Migliorato comportamento di scorrimento del filamento
Può essere stampato in camere riscaldate fino a 60 ° C
Eccellente aderenza ad ABS, Gomma, ASA, PLA, Polipropilene, Polietilene, Copoliesteri.
Eccellente solubilità in acqua calda circolata
Completamente biodegradabile una volta disciolto in acqua
Densità: 1,19 g/cc

PVA LAY-A-PVA: Il nuovo filamento di supporto chiamato LAYaPVA, presenta alti livelli di viscosità di stampa e si stampa in 3D a circa 230 gradi Celsius. Un materiale che rimane stabile durante lunghi periodi di cambio utensili e quindi adatto a macchine con bracci multipli come frese, bracci supplementari per strumenti utensili ecc.ecc.. E' anche molto stabile termicamente e si scioglie facilmente in acqua.

PVA HIGH-T-LAY: trattasi di un filamento che è destinato ad essere utilizzato come supporto a stampe 3D in ambienti caldi di volume di costruzione chiuso (a circa 100 gradi Celsius di temperatura interna).

Si pone come sostituzione ideale per l'HIPS e del limonene, si stampa a circa 240 gradi Celsius e aderisce perfettamente ad altri materiali come ABS, POM, PC, PLA e altri filamenti comuni.

HIGH-T-LAY si scioglie in acqua rapidamente, lasciando solo un residuo che può essere facilmente rimosso con una spazzola.

PVA ETIL-LAY: Questo particolare PVA è molto interessante perchè, a differenza di tutti gli altri PVA è solubile in alcool - ETANOLO.

Questo speciale tipo di filamento di supporto è un filamento molto innovativo perchè diverso da tutti gli altri per un motivo importante: si scioglie in alcool.

Il materiale prende infatti il nome di Etil-LAY e scioglie solo in alcool (spirito). Questo è vantaggioso per gli oggetti stampati che non devono e non possono venire a contatto con l'acqua. E' perfetto per progetti che coinvolgono le stampe con filamenti di tipo bio-sensibile e può essere facilmente 3D stampato su una piattaforma di costruzione non riscaldata. Inoltre non richiede una temperatura molto elevata (solo circa 165 gradi Celsius), per cui il suo calore non

influenzerà la stampa dell'oggetto finale. Come gli altri tre filamenti solubili, è una scelta perfetta per quei progetti insoliti che richiedono particolari specifiche di stampa 3D.

PVA LAY-Cloud : di fatto è un filamento di supporto stampe 3D espressamente dedicato per essere utilizzato per stampare oggetti flessibili e quindi molto indicato per il supporto al TPETPU-TPC-FPE.

LAY-CLOUD si stampa in 3D a circa 240 gradi Celsius ed ha la migliore aderenza con tutti i tipi di filamenti a base poliuretanica (gommosi). E 'anche molto facile da rimuovere, basta immergere la stampa in acqua ed il lay-CLOUD si soglie in un residuo soffice con nuvole di cotone.

NOTE SULLA STAMPABILITA' DEL PVA

Sommariamente possiamo dire che il PVA non è esente da problemi e difetti legati alla sua stampabilità e capacità di formare davvero un giusto sostegno all'oggetto in stampa 3D La sua semplicità di dissolversi in acqua, non è purtroppo supportata da altri elementi di considerazione affatto trascurabili. E' vero che si scioglie in acqua e può venire facilmente rimosso anche se solo ammorbidito e con l'aiuto di un utensile ma è anche piuttosto costoso.

Soffre di una estrema igroscopicità ed una volta aperta la bobina, il materiale tende a diventare molto appiccicoso e si degrada in un tempo veloce quanto più umidità è presente nell'ambiente. La sua vita in ambiente normale, anche se non molto umido, va da pochi giorni o poche ore, a seconda appunto dell’umidità presente.

Non è propriamente facile farlo aderire al materiale di costruzione e può rendersi necessario l'uso di speciali strutture di supporto a nido d'ape.

Infine, nel caso lo si stampi a temperatura eccessiva, oppure lo si lasci a lungo all'interno dell'estrusore senza aver effettuato uno spurgo, tende a formare residui che intasano l’ugello, a volte in modo irreversibile. E' quindi d'uopo, fare molta attenzione alla temperatura di estrusione ed anche alla taratura della macchina a doppio ugello che è davvero la chiave di volta per riuscire a stampare in modo corretto questo tipo di filamento. FILOPRINT consiglia PVA ATLAS come prima prova dell'uso di tipologie di filamenti di supporto idrosolubili perché prodotto con specifiche particolari e quindi capace di essere più "plasmabile" e più facilmente stampabile anche con macchine non particolarmente performanti. Siamo riusci a stampare con risoluzioni fino a 0,1 mm senza particolari problemi anche con macchine stile PRUSA.

ALTERNATIVE AL PVA – FILAMENTO DI SUPPORTO HIPS

Una valida alternativa al PVA potrebbe esssere il suo antagonista da sempre il famoso HIPS.

L’HIPS (High Impact PolyStyrene) è un polistirene antiurto, ottenuto dalla miscelazione di gomma SBR con comune polistirene. Dalla sua possiede alcune caratteristiche non indifferenti: la prima è che può essere utilizzato anche come filamento di costruzione e non solo come supporto. Ha un elevato grado di finitura estetica opaca ed è resistente agli urti oltre che poco costoso.

HIPS si scioglie nel D-LIMONENE un solvente liquido a base di idrocarburi, ottenuto da lavorazioni industriali degli agrumi, da qui il suo nome caratteristico perchè odorante di limone, dalla cui buccia esterna viene estratto. Come per il PVA, si devono attendere tempi piuttosto lunghi (24-30 ore) per la sua completa azione di sciogliemento sull'HIPS.

Per contro l’HIPS è un filamento poco costoso. Non è particolarmente igroscopico e si riesce a conservare bene anche per lunghi periodi.

Non tende ad intasare l’estrusore ed è di facile stampabilita (si consiglia l'uso di un piano riscaldato).

Tuttavia non ha problemi di adesione ne di deformazione e/o distacco dal pezzo così evidenti come il PVA. Dalla sua ha anche il fatto che aderisce piuttosto bene a molti materiali di stampa senza dover essere modificato nella sua struttura.

Purtroppo c'è una nota dolente. Il suo materiale di "scioglimento" Il D-Lemonene è piuttosto costoso (circa 25-30€ / litro) e se si deposita molto HIPS per il supporto ad oggetti piuttosto grandi a volte, il tempo necessario al suo scioglimento completo, può deteriorare alcune tipologie di filamenti in ABS NON è biodegradabile e quindi NON può essere smaltito nel lavandino. Nell’insieme, il bilancio tra pro e contro sembra migliore di quello del PVA-Acqua. Quantomeno, il valido HIPS può entrare a far parte dei filamenti che comunemente utilizziamo per la stampa; per usarlo come

occasionale materiale di supporto è sufficiente tenere una scorta di D-Lemonene (che si conserva a lungo) e che può essere usato alla bisogna per scioglierlo.

FILAMENTO POLYSUPPORT by POLYMAKER

Un altro interessante tipo di filamento "alternativo" di supporto è il POLYSUPPORT. Si tratta di un materiale sufficientemente robusto da poter supportare la struttura che va a sostenere, ma può essere facilmente strappato a mano, senza l'uso di acqua o solventi vari. Non sono necessari utensili per tirarlo via dal pezzo che supporta perché appunto non aderisce alla sua superficie. Questo è un vantaggio perché di fatto, la superficie del modello non viene danneggiata dalla sua rimozione.

Una volta aperta la bobina risulta avere una lunga durata perché non attaccabile dall'umidità dell'aria.

Basta solo seguire gli accorgimenti soliti di un semplice PLA.

Una sua notevole particolarità è indicata nel fatto che può essere utilizzato per supportare filamenti elastomerici come TPU/TPE/TPC/FPE. E’ particolarmente facile da stampare e soprattutto, una volta terminata la stampa, la sua rimozione può avvenire in pochi minuti semplicemente tirandolo via dalle superifici del pezzo con il solo ausilio delle dita. E' facile da stampare come un qualsiasi PLA e non richiede necessariamente un piano riscaldato. Per contro non è raccomandato per la stampa di supporto con ABS