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Come migliorare la qualità delle superfici inclinate nella stampa 3D FDM

Quando la tecnologia incontra la creatività
Pubblicato da in Tutto sul 3D · 1 Giugno 2019
Nella guida di oggi andremo ad analizzare un altro degli aspetti problematici della stampa 3D a fusione di filamento: la produzione delle superfici inclinate.

SUPERFICI INCLINATE E USO DEI SUPPORTI
Tramite la corretta impostazione di alcuni parametri, i software di slicing ci offrono diversi modi per produrre superfici inclinate nella maniera corretta. Uno dei sistemi più comuni, e che forse ti sarà già venuto in mente, è quello di utilizzare i supporti. Certo, ottimo spunto! Per ottenere i migliori risultati è però necessario approfondire la problematica di base.
Da impostazioni standard, il software di slicing genera i supporti quando le superfici del modello superano i 45° di inclinazione. Aiutandoci con l’immagine sottostante, immaginiamoci quindi un blocco estrusore che va a depositare, con layer da 0.3 mm, il materiale per realizzare una superficie inclinata a 45°.

Il filamento poggerà solamente in piccola ampiezza sul layer precedente, mettendo a rischio la parte di filamento che resterà a sbalzo. Questa porzione di filamento rischierà di creare deformazioni superficiali sul modello, rovinandone l’estetica e la resistenza alle sollecitazioni.
Ma questo accade in ogni caso? È sempre 45° il valore oltre cui devono iniziare a comparire i supporti? No, non è sempre così.
Per capirlo basta schematizzare un’estrusione con un ugello di diametro 0,4 millimetri ed analizzare due diverse situazioni: una con altezza di layer di 0.3 mm e un’altra con un’altezza di 0.15 mm.
Possiamo constatare che, a parità di inclinazione della parete (45°), lo sbalzo del filamento è pari all’altezza del layer impostata. Anche se tra un esempio e l’altro la situazione rimane apparentemente invariata, il risultato estetico finale va sempre rapportato all’ampiezza del filamento estruso. Con ampiezza di estrusione pari a 0.4 millimetri (lo standard per la stampa 3D FDM), vediamo che:

  • nel primo caso il filo esce dal perimetro inferiore di 0.3 mm, pari a più della metà della sua ampiezza;
  • nel secondo caso, lo sbalzo pari a 0.15 mm, risulta pari a meno della metà dell’ampiezza di estrusione.

Ne risulta che, a parità di inclinazione, un’altezza di layer minore aiuta a produrre delle pareti di migliore qualità, limitando la caduta di materiale e rendendo l’utilizzo dei supporti non strettamente necessario. Questo si può ripercuotere in modo importante sulla vostra produzione: la produzione dei supporti prevede un maggior utilizzo di materiale, un prolungato tempo di stampa e un maggior rischio di rovinare il pezzo durante la loro rimozione.

SUPPORTI IN AIUTO ALLA REALIZZAZIONE DI SUPERFICI INCLINATE
Chiusa la doverosa premessa delle righe precedenti – un po’ di teoria non fa mai male! – ora ti risulterà facile capire quale sia la reale utilità dei supporti e quanto questi a volte siano fondamentali per affrontare sbalzi e superfici inclinate.

IMPOSTAZIONI DI SLICING
Su tutti i software di slicing è possibile impostare parametri di gestione dei supporti. Tra questi, uno dei più importanti è la distanza tra la parte superiore del supporto e la faccia del modello da sostenere.
Ipotizzando che il modello venga realizzato con lo stesso materiale utilizzato per i supporti, occorrerà distanziare quest’ultimi per non farli aderire troppo al pezzo. Il rischio, infatti, sarebbe quello di ritrovarsi un tutt’uno tra le pareti del modello e i supporti stessi. Allo stesso tempo, però, non bisogna esagerare distanziandoli troppo, scongiurando cedimenti del materiale. Normalmente l’offset (cioè la distanza di slittamento) delle parti è impostato a 0.1 mm. Questo valore può variare leggermente in base alla qualità del filamento, alla qualità di adesione tra i layer e alla potenza di raffreddamento del filo.

Se siamo provvisti di una stampante a doppio estrusore, una soluzione per migliorare la stampa è l’utilizzo di supporti solubili. Si tratta di filamenti speciali, studiati appositamente per costruire supporti, che si ammorbidiscono – e in parte si sciolgono – se a contatto con acqua o altre sostanze. Oltre ad evitarci la noia della rimozione manuale, i supporti solubili permettono di portare a 0.0 mm la distanza con il pezzo da stampare, così da evitare anche la minima ricaduta di materiale.
In ultimo ricordiamo che, oltre alla qualità del filamento, molto importante è impostare la corretta temperatura di stampa. Settare la minore temperatura che garantisca la giusta adesione tra layer aiuta a limitare molti dei difetti di stampa, tra cui la deformazione delle pareti esterne del modello.




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