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Quali sono i limiti della stampa 3D FDM?

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Quali sono i limiti della stampa 3D ? Quando ci si approccia per la prima volta alla stampa 3D si rimane stupiti nel vedere oggetti veri e propri che si formano sotto ai nostri occhi. Questo processo spesso trae in inganno l’osservatore e fornisce il complesso “da dio”. Quindi di creatore dal nulla di qualsiasi cosa. Se la persona in questione non è più che razionale può finire di illudersi che l’unico limite imposto sia la propria fantasia. Il che può in qualche modo essere vero, ma ci sono dei confini ben precisi da avere presente, per evitare delusioni.
Quindi in questo breve articolo vorrei parlarvi un poco dei limiti della stampa 3D FDM, cosicchè siate preparati su cosa aspettarvi o non aspettarvi dalla vostra prima stampante 3D.
Vorrei accompagnarvi in un breve excursus sulle più evidenti (ma a volte meno ovvie) barriere contro cui andrete a scontrarvi dal momento che diventerete dei 3D makers. Quindi limiti de materiali, di resistenza, di spazio, di tempo, di utilizzo/manutenzione ed estetici, ma partiamo dall’inizio…

Limiti dei materiali

Le stampanti FDM attualmente in commercio, dalla fascia economica alla prima fascia professionale (dai 100€ ai 3000€) possono stampare solamente materiali plastici. Potrebbe essere un duro colpo ma per il momento è così. Sono allo studio stampanti di metallo, cibo, argilla e molti altri materiali. Ma per il momento in vendita l’unico materiale stampabile con un piccolo investimento è il materiale termoplastico.

La buona notizia è che se avrete necessità di emulare un materiale in particolare probabilmente, per quanto riguarda il solo effetto estetico potrete farlo. Vi lascio qualche esempio di ciò che è possibile realizzare:

Questo è solo un piccolo campionario, le possibilità sono molte altre ancora.

Limiti di Precisione

Anche se è abbastanza spinto, uno dei limiti della stampa 3D è rappresentato dalla precisione. Questo ci permetterà di rappresentare nelle 3 dimensioni la stragrande maggioranza delle nostre idee, ma comunque la tecnologia FDM ha un limite di precisione che possiamo definire quasi invalicabile. Quasi significa che il muro di accuratezza potrà, con molto impegno essere infranto, ma a che prezzo? Per farvi un esempio pratico sarà un po’ come preparare la vostra auto per correre nei rally. E’ tutto possibile, ma ci vorrà un grande investimento di soldi, energie e tempo.
Parlando di numeri posso dirvi che qualsiasi stampante, dal kit auto costruito alla stampante preassemblata, per quanto economica avrà un livello di accuratezza minimo di circa 0,4/0,5 mm (circa mezzo millimetro), aumentabile con regolazioni di fino a 0,2 mm. Per valicare questa soglia entrate nel caso delle automobili citato prima.
Quindi il limite di precisione della tecnologia FDM è 0,02 mm. Se per le vostre realizzazioni dovete spingervi oltre è meglio guardare altrove.

Limiti di Spazio

Per quanto grande questo sia, il piatto di stampa è il limite fisico alla costruzione. Anche questo dipenderà dal vostro acquisto. Si parte da un minimo di 15 x 15 x 15 fino ai 50 x 50 x 50 (per restare come massima spesa intorno ai 1000€.). Quindi quella indicata sarà il volume massimo di una vostra creazione in soluzione unica. E’ però possibile dividere il modello in più parti, da stampare ed unire successivamente, con colle o incastri. Qui sotto potete vedere una mia realizzazione. In totale è alto circa un metro e largo 30 cm.

Questo è l’esempio pratico di un modello più grande dell’area di lavoro, creato e poi assemblato.
Come si può notare dalla prima foto il modello era stato studiato per essere stampato totalmente in legno, però vista l’imponente dose di plastica e di tempo avevo diminuito il riempimento e alcuni pezzi si sono rotti sotto lo sforzo dell’incastro. Ciò che si è danneggiato è stato sostituito con altri colori.

Senza fare citazioni Einsteiniane, dobbiamo stare attenti però, perchè lo spazio è legato al tempo e vice versa. Quindi abbiamo anche noi una specie di Spazio-tempo 3D.

Tevo Michelangelo – Preassemblata 15x15x15 cm – Su Gearbest a €. 182,30
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Limiti di Tempo

Come accennato qui sopra, nella stampa 3D FDM lo spazio è legato al tempo. Quindi posso dirvi che data la possibilità di rappresentare particolari molto piccoli e con la precisione di qui sopra, va da se che la velocità e il flusso del materiale sono contenuti. Il flusso è determinato da un ugello da 0,4 mm ( ampliabile a discapito della finitura dei modelli ) e la velocità è nell’ordine di 100 mm/s max.
Traducendo questi valori a qualcosa di capibile viene fuori che un pokemon low-poly di volume circa 8 x 3 x 3 cm impiega dall’ora e mezza alle 2 ore per essere stampato.
Per farvi capire il petto del robottino qui sopra, il pezzo più grosso, ha impiegato circa 95 ore a completarsi (quasi 4 giori!!!).

La stampante funziona da sola, non va sorvegliata. Ma più aumenta i tempo di stampa e più conseguentemente aumentano le probabilità di riscontrare un problema. Da un semplice black out (le ultime macchine hanno un sistema di ripristino) a un qualsiasi altro problema tipico della stampa 3D. Certo, una volta che la macchina è settata a dovere questi eventi sono rari. Rari, ma non impossibili, e buttare via il materiale di 30,40… 100 ore di stampa non è per niente carino…fidatevi!

Limiti di utilizzo/manutentivi

Per quanti passi avanti abbia fatto questa tecnologia negli ultimi anni comunque le macchine non sono ancora plug and play. Non sono stampanti per carta. Prima di essere messe all’opera hanno necessariamente bisogno di alcune regolazioni (regolazione del piatto, in qualche caso vref, in qualche caso PID, ecc) e per funzionare molto bene altresì necessitano di regolazioni di fino (regolazione del flusso, dell’accuratezza, ecc…). Nulla di complicato ed ampiamente documentato in rete, ci vogliono però minime doti meccaniche/softweristiche, oppure come minimo voglia di imparare!  Non basta schiacciare un pulsante come succede per la fotocopiatrice, e a qualcuno potrebbe non piacere.

Limiti Estetici

Un oggetto stampato in 3D è un oggetto stampato in 3D. Uno sguardo attento riconoscerà un oggetto stampato con questa tecnologia rispetto ad uno creato con tecnologia ad iniezione.
La stampa è formata da una successione di strati e questo per quanto ci possiamo impegnare non è camuffabile. Qui sotto voglio farvi vedere come appare al microscopio (400x) la superficie delle stampe 3D.

Questo si traduce in una serie di micro gradini sulla superficie della stampa. A volte nettamente visibili altre a malapena, ma sono comunque presenti. La diminuzione dell’altezza del layer depositato contribuisce a ridurre questa trama, almeno ad occhio. Alcuni modelli stampati riescono a eliminare visivamente queste linee, ma possiamo sentirle passando l’unghia in linea con l’asse Z.

Qui sotto vorrei farvi vedere qualcuna delle mie migliori stampe, create con la Tevo Tarantula, una stampantina in KIT cinese da circa 250€.

Spero si possa capire la qualità dei lavori dalle fotografie. Pur essendo realizzati layer su layer e pur essendo sempre presenti è difficilissimo, ad occhio nudo almeno, vederle le linee dei layer. Questo un pochino si ricollega al capitoletto precedente. Una buona regolazione/manutenzione nella stampa 3D la fa da padrona rispetto ad investire più risorse nell’acquisto di una stampante più blasonata. Se volete imparare a stampare in 3D spendete poco per la macchina, e spendete tanto tempo vicino a lei, per imparare il possibile!

Conclusioni

Spero con questo breve articolo ad aver contribuito a chiarirvi le idee su ciò che si può o non si può aspettarsi dalla stampa 3D. Iniziare un nuovo hobby che vi ruberà il sonno di più di qualche notte con le giuste informazioni è una parte fondamentale. Negli anni ho sentito moltissime persone chiedere aiuti dei più disparati perchè non giunti preparati, approcciandosi alla stampa 3D con la stessa leggerezza con cui lo si fa per la stampa classica. Putroppo (o per fortuna) non è ancora così plug and play.

Se volete informazioni sulle macchine con cui è meglio iniziare leggete la sezione RECENSIONI STAMPANTI e RECENSIONI MATERIALI, così come vi invito a leggere le GUIDE e le SOLUZIONI AI PIU’ COMUNI PROBLEMI all’inizio della vostra carriera. In questo modo sarete preparati all’evenienza ed anche se non ricordate qualcosa saprete comunque dove andare a reperire le informazioni.


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