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Stampa 3d

Come preparare un file per la stampa 3d: 6 buone pratiche per evitare errori

Una stampante 3d non è così diversa da uno strumento per fare artigianato tradizionale. Anche nel nostro caso è necessario il materiale adeguato e una preparazione specifica.

Uno dei problemi che affrontiamo quotidianamente con la stampa 3d riguarda la correttezza dei file da stampare. Spesso abbiamo a che fare, infatti, con idee molto interessanti, ma sviluppate in un modo che farà fallire la stampa o che è proprio inadatto. Fortunatamente, rimediare a questo tipo di errori è un tipo di operazione che abbiamo imparato a fare anche nei casi più ostici.

I nostri designer hanno l’esperienza e le competenze adeguate non solo per correggere un file inadatto alla stampa, ma anche per trovare soluzioni più efficienti mantenendo comunque l’idea d’origine.

Stampare in 3d qualsiasi cosa: 6 buone pratiche per evitare errori

1.Il file STL e la sua risoluzione

Per poter stampare il proprio prodotto in 3d, è necessario averlo modellato in 3D. In teoria qualsiasi software CAD è adeguato, purché sia in grado di esportare file in .STL, acronimo di Stereo Lithography format.

Il file STL è largamente utilizzato nel mondo delle stampanti 3D. Un file STL viene utilizzato principalmente per descrivere la geometria della superficie di un modello 3D. Essenzialmente questo file contiene tutte le informazioni geometriche senza considerare alcuna attribuzione di colore o texture.

Il file stl viene rappresentato attraverso delle mesh,  che sono sostanzialmente superfici triangolari. Se il modello presenta una grande quantità di mesh, l’approssimazione, e di conseguenza la qualità, con cui esso viene riprodotto, sarà migliore. Questa caratteristica è quella che nel campo della modellazione equivale alla ‘risoluzione’. La maggior parte dei software di modellazione permettono di decidere il livello di risoluzione del file STL. Ciò influenza il risultato della stampa e naturalmente, anche il costo della stessa.

2. Attenzione alle linee guida del software

I designer, i tecnici e i maker che si occupano delle stampanti 3D utilizzano diversi software nelle varie fasi di creazione di un modello 3D. I software che utilizziamo cambiano a seconda del tipo di progetto che verrà stampato.

Se si usa un programma molto semplice sviluppato per la stampa 3D come Tinkercad, si potrebbero trovare difficoltà nel creare parti cave. A seconda del software che si usa, le curve degli oggetti potrebbero dover essere unite, o i modelli potrebbero dover essere totalmente chiusi oppure, ancora, potrebbe essere necessario impostare la dimensione della stampa. È possibile, infatti che passando il file da un software all’altro le mesh dell’oggetto vengano calcolate con un range differente, generando quindi imperfezioni e buchi nella sua costruzione, che verranno riprodotti durante la stampa, o la bloccheranno direttamente.

I  nostriprogettisti che si occupano di prototipazione e progettazione meccanica, in settori specifici quali l’automotive e macchinari per le industrie: per questo genere di modelli, usano software come Catia V4-V5solid EdgeSolidWorkInventorPro-e e calcoli FEM. A livello di Product Design invece, i software che più indicati sono Rhinoceros, 3D Studio Max, Cinema 4D, Fusion 360, Keyshot.

 

3. Conoscere i materiali

Esistono materiali più o meno resistenti, pesanti o leggeri, lisci o ruvidi, flessibili o rigidi e così via. Ognuno di conseguenza è più o meno adatto a particolari design come potrebbero essere parti sottili, ponti o concavità. Per non avere problemi con la stampa del nostro modello è bene essere pienamente informati sulle caratteristiche di ogni materiale, per evitare di sprecare tempo e materiale. Concludendo, la scelta del materiale di stampa va a determinare alcune delle linee guida di progettazione che è necessario rispettare, per non avere stampe che collassano su sé stesse o incorrere in altri errori. In materiali come ABS, poliammide, Alumide, o gomma è possibile stampare le parti ad incastro, mentre in altri, come oro, argento, bronzo e resina questo non è possibile. Questo accade non tanto per i materiali in sé, ma della tecnologia ne supporta la stampa.

4. La tecnologia di stampa

Conoscere la tipologia di stampante e la tecnologia che la contraddistingue è un fattore da non sottovalutare: è in effetti uno degli aspetti più importanti da considerare quando si modella un oggetto da stampare. La tecnologia FDM (a filamento) è molto limitante per esempio nella realizzazione di elementi aggettanti, a meno di non usare dei supporti che però rendono necessaria la presenza un secondo estrusore. Una tecnologia più complessa invece, come la stampa SLS (a polveri) consente invece di agire diversamente, perché ogni parte stampata è supportata dallo strato inferiore di polvere non sinterizzata. Materiali come i metalli preziosi invece, vengono trattati con tecnologie quali la cera persa, infine  la stereolitografia per svariate qualità di resine.

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5. Lo spessore delle superfici verticali

Anche le superfici verticali o pareti creano diversi problemi in fase di stampa. Le pareti possono essere infatti troppo sottili e le conseguenze in questo caso sono principalmente due: nel caso peggiore il modello sarà sostanzialmente impossibile da stampare,  infatti le superfici verticali risulteranno irregolari, a volte tanto da cedere su se stesse. Supponendo invece di riuscire a stampare un modello con superfici molto sottili, esso risulterà molto fragile e delicato, quindi soggetto a rotture. Infine, in altri casi, le pareti troppo spesse possono generare troppo stress interno nel materiale durante la lavorazione a caldo, arrivando, anche in questo caso, a rompersi.

6. La “prova dell’acqua” e altri accorgimenti

Nella catena di applicazioni utilizzate per la generazione e stampa di un modello 3D, si deve sempre tenere in mente che si sta lavorando con un oggetto che una volta finito sarà solido e reale. Pertanto, i modelli 3D creati per la stampa devono essere completamente chiusi: immaginando di riempirlo con dell’acqua, questa non deve poter uscire da nessuna parte. Un altro aspetto molto importante è come è definito l’orientamento dei versori normali per ciascun triangolo all’interno del file STL. Tutti i triangoli devono avere la normale che punta verso l’esterno dell’oggetto. Se il modello definito nel file STL contiene una normale invertita (cioè che punta nella direzione opposta) gli interpreti (tra cui la stampante 3D) non sono più in grado di determinare quale sia la parte interna e quale sia quella esterna dell’oggetto.

Inoltre, è fondamentale prestare attenzione alla dimensione massima che gli oggetti possono avere per poter essere interamente stampati dalla stampante 3D che stiamo utilizzando. Una volta che il file STL è stato testato ed eventualmente riparato, il modello può essere sottoposto allo slicing per la generazione del g-code e infine passare il tutto alla stampa. Per fare questo, ci sarà bisogno di utilizzare uno slicing tool, questo affinchè la geometria tridimensionale di un modello 3D sia sottoposta ad una conversione di istruzioni G-Code, necessarie per generare un toolpath per l’estrusore. Infine, il modello 3D prende forma grazie ad una delle tante stampanti 3D controllate a loro volta da un programma di controllo, nel nostro caso Fictor, Cura e Simplify 3d.

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