Ridurre il tempo di stampa con IdeaMaker

Pietro Meloni Guide, Raise3D

 

Ridurre il tempo di stampa è un’esigenza particolarmente sentita nel caso di grandi modelli. Si cerca quindi di fare del tutto, di utilizzare qualsiasi accorgimento per evitare sessioni bibliche. Sessioni nelle quali il rischio che qualcosa vada storto si moltiplica, come si moltiplicano i rischi di warping, crepe e tutti gli altri difetti che – indipendentemente dal tempo affliggono i grandi modelli.
In particolare, è pesante la necessità di generare infiniti riempimenti anche dove non ce ne sarebbe bisogno; se potessimo limitarli alle zone in cui sono indispensabili, si risparmierebbe parecchio.
Con alcuni slicer, aggiornati alle versioni più recenti, questo è possibile. Nel caso specifico, affrontiamo il problema con IdeaMaker, il semplice e potente slicer Raise3D.

Analisi del modello

Alcuni soggetti più di altri si prestano a questo tipo di approccio. Nel caso specifico, il gatto funerario rappresentato in questa immagine:

Gattp funerario egiziano

Analizziamolo insieme, con l’aiuto di IdeaMaker. Una volta caricato il modello, e definite le dimensioni necessarie con l’aiuto dello strumento Scale, possiamo usare lo strumento Model–>Cross Section per scorrere le diverse sezioni lungo l’asse Z:

IdeaMaker Cross Section

Esplorando le sezioni, l’intero corpo dell’animale, a parte alcune ardite superfici pressoché piane della sommità del cranio, sembra poter essere stampato senza sostegni interni (infill). Nel piedistallo tuttavia è evidente che il piano superiore, perfettamente piatto, ha invece bisogno di venire supportato. In caso contrario, il “soffitto” del piedistallo verrebbe inesorabilmente stampato nel vuoto, con immaginabili conseguenze.

Siamo obbligati a prevedere un riempimento, anche minimo. Vediamo cosa accade ipotizzando un 10% di infill:

Gatto con infill

E’ dura. Quarantasei ore di stampa, e circa 600 grammi di filamento. Immaginiamo (a scopo esemplificativo) che per questo modello non occorra una grande resistenza meccanica, e che vada consegnato entro un tempo massimo di un giorno e mezzo.

La soluzione IdeaMaker

L’unica possibilità è ridurre, o meglio eliminare il riempimento dove non serve. Con IdeaMaker (gratuito e utilizzabile con qualsiasi stampante GCode), è possibile risolvere il rebus. Per prima cosa, suddividiamo il modello nelle due zone che vanno “trattate” diversamente: il piedistallo e il gatto vero e proprio.

Per far questo, è possibile utilizzare il comando Model–>Cutting plane. Collocando il piano di taglio immediatamente sopra il piedistallo, alla base del gatto, è possibile suddividere in due il modello. Successivamente, la corretta topologia delle due parti ottenute può essere ripristinata con il comando Repair.

Piano di taglio

Con questa operazione otterremo due distinti modelli (chiusi): il piedistallo e il gatto vero e proprio. La posizione relativa rimane identica. IdeaMaker ci consente di trattare i due modelli con parametri diversi, e conseguentemente di ridurre il tempo di stampa in modo significativo.

Come impostare diversi parametri per ridurre il tempo di stampa

In Idea Maker, possiamo partire da un template di partenza, con parametri (materiale, temperatura, velocità etc.) adeguati alle nostre esigenze.
Dopo aver modificato la percentuale di infill portandola a zero, rinominiamo il template.

Infill a zero
A questo punto, assegnando ai due modelli due diversi “Setting Groups”, nella scheda Per-Group-Settings potremo aggiungere i parametri relativi all’infill. Al primo modello (piedistallo) verrà assegnato l’infill 10%, mentre al secondo modello (gatto) verrà assegnato l’infill 0%.
Calcolando il GCode, i tempi risulteranno sensibilmente diversi:

Ridurre il tempo di stampa con IdeaMaker

La base verrà sostenuta con un infill 10%, mentre il gatto risulterà internamente vuoto. Verrà inoltre utilizzata circa la metà del materiale che in origine era necessario.

 

La base verrà stampata con un infill 10%

Il gatto verrà stampato vuoto, con infill 0%.

Cetus3D: Bridge in slow motion

Pietro Meloni Cetus3D

 

Proseguono le prove della piccola Cetus3D, stavolta con un Bridge in slow motion.

La capacità (o meno) di stendere materiale non supportato tra due sostegni è molto importante nella stampa 3D.
Molto spesso, i modelli architettonici presentano elementi con superfici sospese: porte, finestre, camini, cornicioni etc.
Nella maggior parte dei casi, questi elementi richiedono supporti. Che aumentano i tempi di stampa, peggiorano la qualità delle superfici e sono un incubo da rimuovere se presenti in grande quantità, e soprattutto se sostengono elementi fragili.
Quando è possibile utilizzare dei bridge in alternativa ai supporti, questo risulta molto vantaggioso.

Da cosa dipende la qualità di un bridge

Fondamentalmente, dalla efficienza ed uniformità del raffreddamento materiale.
Se il raffreddamento è insufficiente, il materiale deposto si incurva, per gravità, verso il basso. In questo caso, la lunghezza massima realizzabile viene molto ridotta. Ma anche se il flusso d’aria è eccessivo, o male indirizzato, dal momento che il materiale è ancora nello stato di transizione vetrosa, può venire deformato. Il giusto equilibrio tra flusso d’aria, orientamento, velocità di stampa non è facile da raggiungere. Anche perché il software di slicing, per ottenere buoni risultati deve trattare i bridge con parametri particolari, diversi dalla estrusione di altri elementi del modello.

I risultati della Cetus3D

Ancora una volta, sono abbastanza sorprendenti. il modello, due “torri” larghe 10 mm e distanti tra loro 50 mm., è stato processato senza pareti orizzontali, per minimizzare le superfici sospese e rendere il test più critico. E’ stampato con un normale PLA (TreedFilaments EcoGenius), e con il profilo standard del software di slicing Cetus3D: layer 0,15, qualità Normal, nessun supporto.
Come si può vedere nell’immagine, i due “lunghi” tratti deposti tra le due torri sono perfettamente dritti e paralleli alla superficie di appoggio.
Davvero un buon risultato, considerando che non è stato necessario sperimentare e applicare complicati parametri di stampa.

Bridge con Cetus3D

Il risultato del bridge con Cetus3D

Calibrazione del piano di stampa

Pietro Meloni Guide, Stampa 3D

 

La calibrazione del piano nella stampa 3D è altrettanto importante quanto lo sono, in edilizia, le fondamenta di una costruzione. Senza valide fondamenta, l’edificio non dovrebbe essere neppure costruito. Non si sfugge.

Planarità e orientamento del piano

La prima questione da approfondire, è la differenza tra la planarità intrinseca del piano e il suo orientamento nello spazio rispetto agli assi della stampante.
La maggior parte delle macchine dispone di un sistema di regolazione, che consente di inclinare il piano di stampa per fare in modo che coincida con il piano XY degli assi.

Livellamento del piano di stampa

Livellamento del piano. Consiste nell’allineare il piano di stampa al piano XY degli assi della macchina.

Ammesso che il sistema funzioni correttamente, sia sufficientemente affidabile da garantire che la regolazione rimanga stabile almeno nel corso dell’intera stampa, resta un aspetto da appurare: il piano è realmente piano?

Personalmente provengo da un rigido retaggio di “aggiustaggio”, faticosamente appreso in età scolastica: piano di riscontro, blu di metilene, raschietto… Un interminabile e minuzioso lavoro per assicurare la planarità di una superficie. Pratiche che purtroppo nella stampa 3D non sono applicate. È difficile, molto difficile che un piano di stampa sia realmente piano.

Planarità del piano di stampa

Quasi sempre, la superficie di stampa non è realmente piana; presenta avvallamenti e rilievi.

E anche quando la superficie di stampa è in origine piana, è molto probabile che subisca deformazioni nel corso del suo utilizzo.
Generalmente, i piani di lavoro sono costruiti in alluminio laminato. Il ché già implica tolleranze di qualche decimo. Nei casi peggiori – macchine molto economiche – addirittura vengono usati materiali plastici (plexiglass e simili). Anche nei casi più fortunati, la presenza di un elemento riscaldante, nel quale la temperatura per una questione di naturale dissipazione risulta più elevata al centro, il piano si deforma col tempo, divenendo convesso. Questa “patologia” affligge in particolare piani più sottili (quelli più tipici), sino ad uno spessore di circa 10 mm.

Pochi materiali sono esenti dalla deformazione indotta dal calore; tra questi la ceramica, adottata ad esempio da 3D Gence. Con altri materiali, a meno che il piano non risulti appunto particolarmente spesso, questo fenomeno prima o poi si presenta puntuale. Alcuni produttori pongono particolare attenzione a questo problema: ad esempio, nel 2015 la Zortrax ha introdotto un nuovo piano di lavoro (V2), con uno spessore doppio rispetto a quello del piano precedente, che si era rivelato eccessivamente incline a sviluppare deformazioni.
Anche nel caso in cui (strano ma vero) sul piano sia fissata una lastra in vetro borosilicato, la superficie può assumere la caratteristica forma a schiena d’asino.

La curvatura del piano comporta un problema abbastanza rilevante. Anche con la migliore calibrazione possibile, durante la deposizione del primo strato la distanza dell’ugello non risulterà uniforme lungo tutta la superficie.
Nell’immagine, uno schema nel quale questo fenomeno viene rappresentato esagerato, per evidenziare il suo effetto: l’aumento del rischio di distacco del modello durante la stampa; la parte più esterna della superficie di appoggio del modello viene deposta ad una distanza maggiore dall’ugello, e il materiale arriva sul piano già freddo.

Piano convesso

Le elevate temperature raggiunte tendono a deformare il piano, rendendolo convesso.

La deformazione del piano a causa del calore è proporzionale alle sue dimensioni (piani grandi si deformano maggiormente), e inversamente proporzionale allo spessore (piani sottili si deformano maggiormente). In presenza di una superficie deformata in modo importante, la calibrazione del piano di stampa è sostanzialmente impossibile.

Cosa accade se il piano è deformato o non livellato

Nel caso più semplice (piano non livellato), sarà sufficiente ripristinare il parallelismo; allineando il piano di stampa al piano XY degli assi della macchina, potremo ottenere delle “fondamenta” (primo strato) perfette.
Se al contrario il piano è deformato (mancata planarità), il problema è più complesso. Naturalmente, la distanza dell’ugello dal piano nella posizione Z-Home andrà regolata in base al punto più alto del piano. In caso contrario, in alcune zone l’ugello potrebbe sfiorare o addirittura graffiare la superficie, rompere una eventuale lastra in vetro, danneggiare l’ugello o la meccanica della macchina, etc.
Può tuttavia risultare complesso individuare il punto nel quale la superficie è più alta, e anche la regolazione dello Z-Home in base a questo punto non ci pone al riparo da problemi. Se la differenza di livello tra le varie zone supera i 2-3 decimi di millimetro, l’adesione del materiale nelle zone più avvallate sarà scarsa o insufficiente. Con successivo probabile distacco del modello, innescato anche da fenomeni di ritiro (warping) del materiale.
Che fare se il piano presenta marcati dislivelli nelle varie zone? Semplice. Cambiarlo. A meno che la macchina non preveda (raro) dei sistemi di regolazione capaci di intervenire in diverse aree in maniera differenziata. Ad esempio, le Raise3D N2 e N2 Plus, che vengono fornite calibrate dalla casa, prevedono comunque la possibilità di regolare ila planarità in ben 13 diversi punti. L’eventuale ripristino di una perfetta planarità può risultare complesso e richiedere tempo, ma quantomeno è possibile, e di norma i risultati sono duraturi.

 

I diversi sistemi di calibrazione del piano di stampa

Appurato che il piano presenti una accettabile planarità, resta il problema di livellarlo, in modo che risulti allineato al piano XY degli assi della macchina.
Nei sistemi ad asportazione di materiale, la procedura è drastica ma al contempo semplice: una volta collocata la macchina nella sua posizione definitiva, il piano viene generalmente fresato. Ovvero, “spianato” dalla macchina stessa.
Questo non è ovviamente possibile nel nostro caso. Possiamo però in qualche modo orientarlo, per fare in maniera che la distanza tra piano e ugello risulti uniforme lungo qualsiasi spostamento XY della macchina.
L'”orientamento” del piano di stampa può avvenire in vari modi.

Calibrazione del piano di stampa manuale
In questo caso, sotto al piano sono presenti 3 o 4 nottolini, che permettono di regolare l’altezza del piano nei punti corrispondenti. Sono preferibili i sistemi a 3 punti rispetto a quelli a 4 punti: tre punti definiscono un piano geometrico, e le interferenze reciproche sono molto contenute: la procedura risulta di conseguenza più semplice. La calibrazione può essere effettuata utilizzando uno spessore (di metallo o di carta), con il quale è possibile regolare una distanza uniforme tra piano ed ugello nella posizione Z-Home. E’ meno difficile di quanto sembri: l’importante è che lo spessore utilizzato “sfiori” piano ed ugello in corrispondenza della posizione dei nottolini di regolazione.
Generalmente, la corretta distanza viene mantenuta da molle: è molto importante, soprattutto per le macchine a piano mobile, che le molle siano sufficientemente robuste da resistere alle sollecitazioni: in caso contrario, la calibrazione verrà persa molto rapidamente, talvolta anche nel corso di una singola stampa, con risultati prevedibili.

Calibrazione del piano manuale

Orientamento manuale in una stampante economica

Calibrazione del piano di stampa “assistita”
Alcune stampanti, ad esempio la Zortrax M200, prevedono sistemi in grado, attraverso il contatto fisico tra ugello e piano di stampa in diversi punti, di suggerire come regolare i nottolini di calibrazione per ottenere una buona calibrazione. Questo approccio rende più agevole l’operazione, rendendo superfluo l’utilizzo di spessori. Può richiedere tuttavia più sessioni di verifica da parte della macchina, per compensare le reciproche interferenze tra i vari punti di regolazione.

Calibrazione del piano assistita Zortrax M200

Orientamento del piano assistito nella Zortrax M200

Calibrazione del piano di stampa automatica, in modalità “geometrica”
E’ piuttosto raro imbattersi in stampanti che adottano questo approccio. Un esempio sono le Cubicon. Il piano viene “tastato” in vari punti attraverso un sensore di pressione connesso all’ugello. Una volta rilevata l’inclinazione necessaria per allinearlo agli assi della macchina, vengono azionati due servomotori che, in relazione ad un terzo punto fisso (pivot) fisicamente portano il piano ad un allineamento ottimale. E’ senza dubbio il sistema più pratico ed evoluto. La 310F è in grado di calibrare il piano a zero micron.

Calibrazione del piano di stampa attraverso un sensore
Recentemente sono apparsi diversi sensori (es. BL-Touch) in grado di rilevare, in un certo numero di punti, l’altezza del piano rispetto all’ugello in quella particolare posizione. Purtroppo, anche laddove i sensori risultano particolarmente precisi, questo metodo non risolve né i problemi di planarità (es. avvallamenti o rilievi), né quelli di livellamento. E’ facile intuire che se i dati venissero utilizzati per modificare in tempo reale l’andamento di una linea per farla risultare equidistante dal piano (con un offset costante), otterremmo una linea curva (e conseguenti superfici che dovrebbero essere piane curvate. Più frequentemente, il sensore viene utilizzato per appurare semplicemente qual’è il punto più alto della superficie. Si potrà in scongiurare il rischio che l’ugello graffi il piano, ma se i dislivelli superano i 2-3 decimi di millimetro, nuovamente ci troveremmo di fronte al rischio preannunciato in uno dei paragrafi precedenti: probabile distacco del modello per insufficiente aderenza al piano. Insomma, i sensori non sono magici: non rendono piana una superficie che presenta irregolarità di livello. Magari.

Conclusioni (spero non troppo amare)

Una superficie di lavoro realmente piana ed una valida (e stabile) calibrazione del piano di stampa sono essenziali per ottenere buoni risultati. Di qui non si scappa.
Qualsiasi eventuale sforzo prodigato per raggiungere queste condizioni viene ripagato da risultati migliori, riduzione delle deformazioni del modello e del rischio di distacco, migliore tolleranza dimensionale.
Sfortunatamente, le stampanti economiche sono più soggette a problematiche di calibrazione; in alcuni casi problematiche talmente rilevanti da compromettere la possibilità di effettuare stampe di medio-grandi dimensioni. Chi, per ragioni di budget dovesse orientarsi verso prodotti di basso costo, dovrebbe mettere in preventivo la necessità di effettuare frequenti regolazioni, o addirittura sostituire il piano di stampa con uno più robusto e stabile. Se un grande volume utile non è assolutamente indispensabile, meglio orientarsi verso macchine piccole, nelle quali le varie problematiche elencate incidono molto meno.

 

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ShareMind distribuisce Cetus3D

Pietro Meloni Cetus3D, Stampa 3D

 

Non amo le stampanti economiche al punto di pregiudicare la qualità sino a livelli inaccettabili.
Meno ancora le stampanti “fai da te” che, per ridurre i costi al massimo possibile, vengono vendute in improbabili scatole di montaggio, corredate da istruzioni incomplete e incomprensibili. Che si trasformano in un vero incubo per gli hobbisti alle prime armi.

Li costringono ad acrobazie meccaniche nel montaggio. Alla frequente necessità di sostituire immediatamente componenti di bassa qualità. Al bisogno di addentrarsi, spesso senza alcuna competenza, nei meandri del firmware.

A cercare disperatamente aiuti nei forum e social. Aiuti spesso fuorvianti, che arrivano quasi sempre da chi ha ancora meno competenza di loro.

Esperienze di questo genere sono spesso definitive. Internet è piena di annunci del genere:

“Vendo AXXXXX, usata pochissimo, per ragioni di spazio. Barre filettate cambiate, estrusore fuoriserie, driver DDDDD, motori potenziati, ventole silenziose con cuscinetti a sfere….
C’è solo da sistemare il firmware perché il piano si muove al contrario….

L’annuncio è scherzoso. La realtà è più drammatica. Il “malcapitato” si ritrova l’orrendo macchinario, una specie di modellino dell’erpice semovente della “Colonia penale” di Kafka.
Che avrebbe dovuto tatuare, sino alla morte, frasi di pentimento sulla schiena del condannato. E che invece – non funzionante – finisce per tatuare (ed uccidere) il Colonnello, l’orgoglioso sacerdote della macchina infernale.

Non posso permettermi di proporre apparecchiature del genere. Nessun guadagno (che sarebbe comunque modestissimo) vale la perdita della reputazione e dei clienti. Verrebbero allontanati per sempre dalla stampa 3D, divenendo diffidenti verso qualsiasi rivenditore. Ma l’esigenza di investire il meno possibile è condivisa da molti. Non soltanto hobbisti e appassionati. Anche piccole aziende che iniziano a sperimentare i vantaggi della prototipazione rapida, o che necessitano di basse tirature di oggetti in produzione, sono attente al budget.

Così, ho cercato a lungo prodotti che potessero coniugare un costo abbordabile con una qualità accettabile, e che non implicassero livelli di complessità d’uso scoraggianti.

Ho cercato a lungo, affidandomi ad una buona esperienza nella meccanica, nel software e nelle stampanti 3D per effettuare valide selezioni.

Ho cercato prodotti in grado di passare una forca caudina di caratteristiche che a mio avviso corrispondono ai requisiti minimi:

  • un telaio robusto
  • una architettura efficiente
  • una meccanica di qualità, con giochi ridotti
  • alimentazione a trazione diretta, 1.75, percorso filo guidato, grip ottimale
  • minimi problemi di calibrazione
  • facilità di montaggio e utilizzo
  • un software intuitivo
  • una elevata qualità di stampa

Francamente, pensavo fosse un po’ troppo da chiedere ad una stampante economica.
Diverse tra le macchine provate presentavano in effetti, rispetto a diversi tra i punti elencati, evidenti lacune.
Finché non sono incappato nelle Cetus3D.

Cetus3D Standard

Cetus3D Standard

Lo debbo confessare: non potevo resistere alle guide prismatiche rettificate. Le conosco bene, dopo decenni nella distribuzione di sistemi CNC desktop. Conosco bene anche i roller e le barre cilindriche molto più comunemente usate nelle stampanti 3D. Conosco la differenza tra questi diversi sistemi di movimentazione, quando si parla di accuratezza, durata, silenziosità, risonanza.
La piccola “Naked” di Tiertime, il più importante costruttore Cinese, mi ispirava e mi stava simpatica, quindi ho deciso di provarla.

La prima, positiva impressione è stata relativa al packaging. Un imballaggio robusto, compatto, con una quantità di schiuma espansa sufficiente a proteggere il contenuto anche verso importanti impatti.
Il buongiorno si vede dal mattino.

La seconda sorpresa è stata la velocità di assemblaggio della macchina, sulla carta definita come un kit fai da te. Esattamente 9 viti, per fissare l’asse Z, il gruppo di stampa e il piano. Totale, meno di tre minuti.
Forse cambierei la definizione da “stampante in kit” a “stampante smontabile”, mi sembra più appropriata. In effetti, la scelta di fornirla non totalmente assemblata sembra soprattutto rispondere alla esigenza di ridurre le dimensioni dell’imballo, e i conseguenti costi di spedizione.

La terza sorpresa non è stata proprio una sorpresa. Immaginavo, contando sulle guide prismatiche (IKO, di ottima qualità), che la stampante fosse silenziosa e precisa. Non immaginavo che fosse così precisa.

Le prime stampe, effettuate senza impostare altri parametri che non la temperatura di estrusione, hanno prodotto risultati ben oltre ogni aspettativa.

Gatto tombale egiziano, 130 mm., layer 0.1, PLA HS matte.

La minimalista Cetus mi ha impressionato anche per altri aspetti. Una riduzione dei costi di produzione che non passa attraverso la scelta di componenti economici, ma attraverso un accurato ed intelligente progetto. Un esempio tra tutti. La gestione dell’inizializzazione della macchina non sfrutta, come pressoché qualsiasi altra, dei fine corsa meccanici o ottici che siano. Utilizza la rilevazione della corrente dei motori.
Motore fermo = fine corsa raggiunto. Semplice, geniale. Tre fine corsa in meno, tre cablaggi in meno, meno fili in giro, assemblaggio semplificato.
Così come, abbinando all’ugello un cool end in acciaio inox, il tubicino in PTFE e un piccolo cover in silicone, si semplifica la vita all’utente. Sostituzione in un istante, ugello sempre pulito.
Il mio principale dubbio era la apparente necessità per la Cetus3D, non essendo presente un display, un jog e un lettore SD, che la stampante dovesse funzionare con un PC sempre collegato durante la stampa.
Questa soluzione, anzianotta, non mi piace. Il computer, se utilizzato per altre applicazioni durante la stampa, potrebbe andare in blocco compromettendo tutto. E in ogni caso, consuma corrente e sarebbe una risorsa costosa, per chi magari possiede diverse stampanti. Dubbio fugato subito. La Cetus3D prevede una scheda SD interna, e si può collegare, oltre che via cavo USB, anche via WiFi, persino ad uno smartphone Apple. Una volta trasmesso il file di stampa, è totalmente autonoma. Il PC (o l’Iphone) possono tranquillamente venire spenti. Ottima l’adesione del piano (nelle versioni standard non riscaldato); completata la prima calibrazione, non prevede ulteriori regolazioni. Consumi ridottissimi, a regime meno di 50 Watt.
Silenziosa, poco ingombrante, trasportabile (meno di 3 Kg.). Corredata di un pratico e funzionale portabobina.
Dotata di ben tre ugelli, 0.2, 0.4 e 0.6 mm, oltre che di tutti gli accessori (spatola, tronchesina, utensili, specillo di pulizia per l’ugello e persino una serie di viti di ricambio).
Essenziale, efficiente, immediato il software (ma la Cetus3D può digerire anche GCode standard).

In definitiva, la vera, più grande sorpresa è l’eccellente, difficilmente superabile rapporto prezzo/prestazioni. Per quanto immaginassi una buona qualità di stampa, prima di utilizzarla ero portato a considerarla una macchina interessante per il suo costo contenuto. Ora, la considero interessantissima per la precisione dei dettagli e l’assenza totale di vibrazioni. Il prezzo è un incidente positivo di percorso, assolutamente gradevolissimo. Ma non la caratteristica più importante di questa macchina. Che è senza ombra di dubbio la qualità di stampa.

Busto Cetus3D

Busto, 63 mm., 0.1, PLA HS matte.

Sono quindi lieto di annunciare che ShareMind ha siglato con Tiertime un accordo di distribuzione di Cetus3D per l’Italia, e che farà con piacere tutto il possibile per promuovere questo ottimo prodotto, corredandolo dei servizi che sempre offriamo: assistenza applicativa a vita illimitata e gratuita, filamenti dedicati, profili di stampa pronti, garanzia Italiana e pronta consegna.
Naturalmente, a questo articolo che è semplicemente l’annuncio di una partnership, seguiranno le consuete “prove su strada”, comparazioni, casi applicativi. Verrà presto attivato il sito www.cetus3D.it, interamente dedicato a questa stampante, e a quelli che mi auguro saranno i suoi appassionati utilizzatori.

A presto, su questo schermo…

3DGence DOUBLE anteprima

Pietro Meloni Stampa 3D

 

Dopo la ONE, stampante desktop professionale dalle caratteristiche avanzate, l’azienda Polacca raddoppia, con la presentazione in anteprima di 3DGence DOUBLE, dotata appunto di doppio estrusore.

Il doppio estrusore in se non è certo una novità. Anzi, talvolta viene considerato una soluzione controversa. Se da un lato permette di utilizzare due materiali anziché uno, ad esempio per deporre supporti facilmente rimovibili o solubili, dall’altro implica generalmente problemi di calibrazione, rallenta la stampa, peggiora la dinamica aggiungendo masse mobili, riduce le corse utili…
Insomma, appunto un “optional” controverso.
Finché qualcuno, con idee intelligenti, non si preoccupa di progettare una implementazione che limiti (o elimini) i problemi appena citati, rendendo questo dispositivo realmente funzionale. Come non smetterò mai di sottolineare, l’evoluzione della stampa 3D non è spinta avanti da chi riesce a contenere i costi (usando magari componenti più scadenti), o da chi acquisisce popolarità con un marketing “furbo”. E’ spinta avanti dalla (seria) ricerca, dal desiderio di introdurre innovazioni con una ingegnerizzazione che assicuri una migliore qualità ed una maggiore semplicità d’uso.

E da questo punto di vista 3DGence, un’azienda nella quale su circa sessanta dipendenti, oltre quindici fanno parte del gruppo di ricerca e sviluppo, che produce ed assembla in Polonia con componentistica ai massimi livelli, ce la mette davvero tutta.

Il principale problema del doppio estrusore

Avevo già citato prima i principali punti deboli del doppio estrusore. Dimenticando di elencare il più importante. La calibrazione, con qualche sforzo, si risolve. Si può rinunciare ad una trentina di millimetri di corsa utile. Con un telaio più robusto e una migliore motorizzazione, anche l’aumento delle masse mobili si può superare. Ma c’è una cosa che, almeno nelle macchine desktop, costituisce un quasi invalicabile freno alla diffusione di questo dispositivo: la “contaminazione” delle stampe.
Già. Quando si utilizzano due estrusori, alternativamente chiamati a deporre parti dello stesso strato, non c’è altra possibilità che mantenerli alla corretta temperatura di estrusione per i materiali coinvolti tutto il tempo. Non è pensabile spegnerne uno mentre stampa l’altro e viceversa, e riaccenderlo quando è il suo turno: questo implicherebbe tempi biblici, e in fondo non risolverebbe il problema dell’oozing. Maledetto oozing! Si, mantenendo i due estrusori a temperatura, non si sfugge. Quello non operativo tende, in modo più o meno marcato, a “colare” materiale. Che andrebbe a sporcare, a contaminare appunto, il materiale stampato dall’altro estrusore nel momento in cui entrasse in funzione.
E’ come se i due estrusori si facessero un dispetto reciproco, come due fratelli gelosi tra loro, nel danneggiare il lavoro appena fatto dal “concorrente”. Questo fastidiosissimo problema viene generalmente risolto imponendo all’estrusore chiamato in causa di “pulirsi” in qualche maniera giusto prima di entrare in funzione. Come? Deponendo del materiale in un oggetto di supporto (generalmente una torre, o una sorta di “sarcofago” generato dallo slicer attorno al modello). In qualche modo, questo sistema riduce il danno. Se la torre non cade prima, se il sarcofago non crolla, etc. Ma implica inevitabilmente una perdita di tempo e di materiale. Una considerevole perdita di tempo. Uno scotto da pagare.

3DGence DOUBLE

La soluzione 3DGence DOUBLE

Non sono ancora in condizione di approfondire troppo questo argomento. I dettagli tecnici non sono ancora di dominio pubblico, e quindi non divulgabili. Ma due o tre cose si possono dire. La prima è che l’estrusore non utilizzato viene sollevato. E questo evita che graffi, o addirittura distacchi il modello depositato dall’altro estrusore. La seconda, connessa al problema dell’oozing, è che l’ugello dell’estrusore che non sta stampando viene chiuso da una lamina. Quindi non può colare.
Il tutto avviene in una frazione di secondo, riportando i tempi di stampa ed il consumo materiale agli stessi livelli delle stampe con singolo estrusore.

Il sistema deriva dalla soluzione già sperimentata con successo nella F340, la stampante industriale di casa 3DGence che ha introdotto importanti innovazioni nel segmento di fascia alta. E’ particolarmente interessante che sia stato implementato, sebbene con alcune differenze, anche in una stampante desktop. 3DGence DOUBLE appare la prima macchina da tavolo che si sia seriamente posta il problema di semplificare e rendere efficiente la stampa con doppio estrusore, eliminando i tempi morti della deposizione di wipe tower o wipe walls.

Basata in parte sulla precendente ONE, una delle stampanti 3D deskop più accurate sul mercato, già ricca di numerose innovazioni tecniche e costruita con una componentistica di eccezione, la 3DGence DOUBLE introduce anche un pannello touch screen e un accattivante design, mantenendo inalterate alcune determinanti caratteristiche come la robustezza del telaio, le guide prismatiche, le viti a ricircolo e gli endstop ottici.

Mentre attendiamo con ansia maggiori informazioni riguardo alla disponibilità di questo nuovo modello e al prezzo, una anteprima del backstage per le prime fotografie “di scena”:

3DGence DOUBLE Bk1

 

Polybox – controllo umidità filamenti

Pietro Meloni Stampa 3D

 

Nel corso del tempo, ho dovuto spesso scartare bobine iniziate, con le quali era stata eseguita una sola stampa, per il degrado qualitativo dei filamenti dovuto all’assorbimento dell’umidità dell’aria. In particolare, le bobine di materiali idrosolubili (PVA, PVM) e di Nylon, anche rapidamente richiuse in contenitori sigillati dopo essere state utilizzate per qualche ora, risultavano compromesse a distanza di alcune settimane. In passato, avevo realizzato artigianalmente alcuni contenitori che avrebbero dovuto contenere l’assorbimento di umidità (alcuni progetti sono disponibili anche su Thingiverse), ma con risultati poco soddisfacenti.

polyboxPolybox risolve il problema. Si tratta di un portabobine sigillato, che contiene una notevole quantità di sali essiccanti e un display LED che visualizza il grado di umidità all’interno. Collocando la (o le) bobine da utilizzare all’interno della Polybox immediatamente dopo l’apertura, il materiale rimane nelle stesse condizioni nelle quali era imballato.

 

Polybox mantiene sotto controllo l’umidità all’interno del contenitore utilizzando bustine di Silica Gel TNT (4×100 gr. per ricarica), e viene fornito con due ricariche (800 gr). Le bustine possono essere facilmente rigenerate utilizzando forni domestici o a microonde. Il costo di esercizio, considerando che non utilizza corrente elettrica e che le bustine da 120gr. sono reperibili a circa 1,8 € cadauna. Ovviamente è possibile anche utilizzare le bustine più piccole presenti nelle confezioni dei filamenti, per chi utilizza molto materiale.

E’ importante notare che la deumidificazione attraverso sali di silicio o argilla (come in questo caso) avviene a freddo, senza compromettere le caratteristiche del materiale. Soluzioni artigianali che utilizzano essiccatori normalmente impiegati per usi domestici sottopongono i materiali a stress termici che ne possono variare le proprietà, soprattutto quando si tratta di materiali semicristallini.

Le prestazioni di Polybox sono eccellenti. In particolare con il nylon, filamento considerato difficile da stampare, si ottengono risultati perfetti.
In alcuni casi, ad esempio per erogare filamenti idrosolubili come PVA, PVM, PVB in condizioni sempre ottimali, risulta praticamente indispensabile.

Polybox è disponibile per l’acquisto in pronta consegna nella sezione eshop.

Polysher, la soluzione per ottenere stampe perfettamente lisce

Pietro Meloni Stampa 3D

 

La stampa 3D FDM, anche eseguita con stampanti professionali, evidenzia sempre la struttura a strati: Polysher, un dispositivo progettato da Julia Truchsess per PolyMaker, elimina questo fastidioso artefatto.

Alcune stampe levigate con Polysher

Alcune stampe levigate con Polysher

Gli antiestetici “layer” rivelano impietosamente la provenienza (da stampe 3D) degli oggetti creati. Per quanto lo spessore possa venire ridotto – alcune stampanti riescono a raggiungere i 10 micron – ad un occhio attento gli strati risultano comunque visibili. E tutto sommato, ridurre lo spessore layer, se da un lato migliora la qualità, dall’altro allunga i tempi di produzione, sino a limiti francamente poco accettabili. Se per stampare una statuetta da 10 cm con layer 0,20 sono necessarie 5 ore, con un layer 0,010 ce ne vogliono 100. Circa quattro giorni, se tutto va bene.

Carta vetrata? E’ un processo difficile. Richiede una grande manualità. Non tutte le zone sono carteggiabili. Il colore delle superfici diventa biancastro. Per un buon lavoro, è necessario ripetere l’operazione con diverse densità di grana: 400-800-1200-2000. Tempi biblici.

Vapori di acetone? Comportano parecchi rischi. Sono tossici, facilmente infiammabili. Esplosivi, in alcune circostanze. Ed è molto difficile regolare il grado di levigatura. Spesso si supera il punto critico, e i dettagli del modello vengono “slavati” dal processo, talvolta sino a rendere del tutto inintelligibili i particolari. Insomma, la levigatura di un modello, soprattutto se complesso, è un’operazione piuttosto complicata. Soprattutto chi utilizza stampanti di qualità modesta, o filamenti economici con un calibro irregolare, è destinato, a meno di non ricorrere ad un lungo e noioso procedimento manuale di rifinitura, ad ottenere modelli esteticamente poco accettabili. O meglio, era destinato. Sino all’avvento di Polysher.

Come funziona Polysher

L’apparecchio, progettato da Julia Truchsess, ingegnere Americano ben noto ai professionisti e agli appassionati di stampa 3D per i diversi dispositivi che ha realizzato, è una “scatola di rifinitura” che funziona in modo totalmente automatico. Si apre premendo un pulsante, il modello viene poggiato su una particolare piastra con una serie di piccoli coni, e attraverso uno speciale filtro viene nebulizzato alcool isopropilico ridotto a microparticelle. L’alcool reagisce con il materiale di costruzione – gli speciali filamenti Polysmooth per il tempo programmato. Al termine, aprendo di nuovo l’apparecchio, il modello risulta perfettamente levigato.

 

Indispensabile per i service di stampa, che possono sensibilmente migliorare la qualità estetica dei modelli realizzati sottoponendoli ad un trattamento totalmente automatico, Polysher è la soluzione ideale anche per studi di Industrial Design che debbano realizzare prototipi di oggetti stampati ad iniezione, e per gli appassionati evoluti che puntano ad una perfetta qualità.
Polysher è disponibile nel nostro eShop.

ShareMind ricerca promotori e agenti

Pietro Meloni Stampa 3D

 

Le forze di vendita – promotori, venditori, agenti – sono il biglietto da visita di un’azienda. Per questo, non cerchiamo figure come quella rappresentata nell’immagine, ma qualcosa di profondamente diverso.

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Non è esattamente questo il profilo che cerchiamo…

La nostra offerta è estremamente vasta e differenziata, e si rivolge essenzialmente ad un pubblico professionale.
Abbiamo bisogno di seri e motivati professionisti, dotati di profonde competenze tecniche e capaci di offrire soluzioni adeguate ai bisogni dei nostri clienti. La descrizione che meglio si addice al ruoli che intendiamo implementare è “Sales engineer”. Tecnici veri, e veri purosangue nella capacità di commercializzare prodotti.

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Geomagic DesignX per scanner Artec 3D

Pietro Meloni Scansione 3D, Stampa 3D

 

Geomagic DesignX è la soluzione definitiva per la conversione di oggetti acquisiti tramite scansione in modelli analitici in formato CAD

Geomagic DesignX, il software di reverse engineering più completo,  unisce le funzionalità di elaborazione di dati provenienti dalla scansione 3D alla possibilità di convertirli in modelli compatibili con i più diffusi programmi CAD.

 

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Problema: temperatura troppo elevata

Pietro Meloni Guide

 
Temperatura troppo elevata

A sinistra, temperatura eccessiva, al centro, raffreddamento insufficiente, a destra raffreddamento ottimale

Una delle ragioni più frequenti del cattivo risultato, o del fallimento di una stampa, è l’eccesso di temperatura.
I filamenti vengono mediamente estrusi a temperature comprese tra i 190 e i 270 gradi. A seconda del materiale, i tempi necessari affinché sia raffreddato a sufficienza per acquisire la solidità necessaria a sostenere senza deformazioni i successivi strati variano. Questo introduce una importante relazione tra temperatura, velocità e superficie della zona interessata alla stampa. In sostanza, laddove l’estrusore si trova a deporre nuovamente del materiale in una zona non raffreddata a sufficienza, si innesca il rischio (o meglio la certezza) che si verificheranno deformazioni più o meno accentuate. Dobbiamo quindi fare in modo che questo non accada, riducendo la temperatura e/o la velocità o assicurando un adeguato raffreddamento forzato.

Scelta della temperatura ideale

La temperatura di estrusione dovrebbe essere corretta “a priori”, indipendentemente dal rischio di deformazioni dovute alla modesta superficie delle sezioni da stampare. Ovvero, anche se il modello è molto grande, e il tempo che l’estrusore impiega prima di tornare su una zona precedentemente stampata è sufficiente a garantirne il completo raffreddamento, questa non è una buona ragione per stampare a temperature superiori al necessario. Il consumo di energia è maggiore, le caratteristiche del materiale possono venire compromesse, la vita dell’ugello e (ove presente) inserto in PFTE si riducono, possono formarsi residui carboniosi in grado di sporcare l’ugello (e la stampa). Il criterio quindi è semplice: la temperatura ideale è quella sufficiente a garantire una corretta estrusione e un buon livello di adesione interlayer. Non più di così.
Va tenuto in ogni caso presente che la scelta della temperatura è legata alla velocità di stampa e allo spessore layer/diametro dell’ugello, in quanto la temperatura è proporzionale al volume estruso nell’unità di tempo. Aumentando la velocità di stampa o la quantità di materiale estruso, deve aumentare anche la temperatura.

Scelta della velocità ideale

Stampare ad una velocità troppo elevata introduce due problemi. Il primo, una qualità comunque inferiore, dovuta all’aumento delle vibrazioni e all’inerzia delle masse mobili. Il secondo, il rischio che l’estrusore si trovi a deporre materiale su una zona non raffreddata a sufficienza (con conseguente rischio di deformazioni). Per contro, una velocità troppo modesta presenta il problema opposto: l’estrusore trasmette calore non soltanto al materiale in corso di deposizione, ma anche a quello già deposto.
Quindi molto semplicemente la velocità di stampa deve essere corretta: né eccessiva, né insufficiente. In alcuni casi tuttavia la “quadratura del cerchio” risulta impossibile da risolvere senza “ausili”. Ad esempio, se il modello presenta zone con una superficie particolarmente piccola, come l’estremità di una piramide, c’è poco da fare: l’estrusore verrà a trovarsi per una serie di layer sostanzialmente nello stesso punto, e la riduzione della velocità può non essere sufficiente a risolvere il problema.

Raffreddamento forzato

Per fortuna ci sono le ventole. Che permettono di convogliare aria fredda sull’area di stampa, provvedendo ad una accelerazione del raffreddamento del modello che consente di deporre senza troppi rischi nuovo materiale.
La soluzione di tutti i mali?
Non esattamente. Innanzitutto, il flusso di aria fresca dovrebbe interessare l’area già stampata, non quella nella quale il materiale viene attualmente deposto e tanto meno l’estrusore in se. Ma non sempre succede. Molti sistemi di raffreddamento non convogliano in realtà il flusso dove dovrebbe essere convogliato. In alcuni casi sono inefficienti, e raggiungono magari soltanto un lato, talvolta addirittura quello sul quale ancora il nuovo materiale deve essere depositato. In altri casi, viene investito direttamente il blocco dell’hot end. Se il regime della ventola passa da zero al 100%, si registra un brusco calo della temperatura anche di 15 gradi, che può comportare con alcuni materiali il blocco dell’estrusione. E’ quindi sempre conveniente (alcuni slicer lo consentono), prevedere una rampa dei regimi, che permetta di raggiungere il 100% gradualmente, in uno-due minuti.
Va inoltre considerato che non tutti i materiali gradiscono il raffreddamento forzato. Mentre per il PLA va benissimo, ad esempio nell’ABS innesca bruschi ritiri del materiale, che portano a deformazioni, distacco dal piano e insorgenza di crepe.

La soluzione migliore

Considerata la difficoltà di gestire adeguatamente il regime delle ventole, e di ponderare velocità e temperatura in modo che siano sempre entro valori ideali al variare della geometria della sezione, la scelta migliore è quella di stampare contemporaneamente più modelli. In questo modo l’estrusore impiegherà comunque tempo prima di interessare nuovamente una zona nella quale era stato precedentemente deposto del materiale. Un tempo che consente, se i multipli sono sufficientemente numerosi, di stampare con velocità elevate anche piccole zone, senza che venga innescata la riduzione di velocità generalmente adottata dagli slicer in modo automatico.