Abbiamo visto in un primo articolo, che se non avete letto vi consigliamo di recuperare a questo link, gli elementi di base che compongono una stampante 3D a fusione e quali sono le norme di buona regola da adottare nel caso si voglia partire col piede giusto.
in questo articolo, invece, andremo ad esplorare gli aspetti relativi alla parte software ed in particolare la generazione del file di stampa o processo di Slicing.
Per chi è alle prime armi occorre sapere che non basta avere il modello 3D dell’oggetto che volete stampare ma questo file, che sia in formato *.stl o *.obj o *.3mf o altro (i formati compatibili sono tantissimi), deve essere ricodificato con le informazioni necessarie alla stampante per poter processare il lavoro. Per fare questo passaggio occorre utilizzare un software specifico per lo slicing del modello. Slicing significa affettare ed è un termine incredibilmente azzeccato poiché il software non fa altro che suddividere il modello in tanti strati a cui poi vengono associati i parametri di stampa.
Il software che utilizziamo più comunemente è Cura di UltiMaker che potrete trovare a questo link. Questo software ha la possibilità di processare file di stampa per vari modelli di stampanti 3D ed ha la possibilità di creare una libreria dei profili di impostazione di stampa in modo che potete richiamare facilmente i parametri per il tipo di materiale che usate, il tipo di ugello, ecc…
Quando avviate il software Cura e caricate un modello di oggetto 3D la schermata vi apparirà come in questa immagine.
Il software è molto complesso e vi descriveremo quindi solo gli aspetti basilari che dovrete conoscere e controllare per avere buone stampe.
Se è la prima volta che caricate il software dovrete effettuare gli steps basilari per configurare il tipo di stampante 3D che usate, il tipo di ugello di stampa e il filamento. In modo guidato il software vi andrà a caricare tutti i preset necessari per la corretta elaborazione del file di stampa.
Se invece avete già configurato la stampante vi troverete davanti alla pagina grafica di base dove vedete che, nella barra blu in alto, vi sono indicati i tre principali steps da seguire: Prepare, preview, Monitor.
Nella fase di preparazione dovete caricare un modello 3D, eventualmente potete cliccare il tasto cartella in alto a sinistra oppure semplicemente trascinare il file nella finestra del software, scegliere un modello di stampante 3D, scegliere il materiale di stampa (i profili generici vanno più che bene) e la dimensione dell’ugello di stampa, ed infine caricare il profilo di stampa.
Nell’immagine riportata vedete che abbiamo caricato un modello di stampa ed un particolare estremamente importante riguarda il menù che appare sul lato di sinistra dello schermo.
Quando cliccate sul modello e lo selezionate nel menù vengono attivate varie opzioni per modificare il modello stesso. Potete spostarlo sul piatto di stampa virtuale, potete ruotarlo e potete anche modificare il fattore di scala per diminuire o aumentare le dimensioni (state solo attenti che alcuni modelli poi rischiano di venir stampati male se troppo ingranditi o rimpiccioliti).
Gli ultimi due tasti del menù si riferiscono a funzioni avanzate che non vi andremo a descrivere ora nel dettaglio. In particolare la funzione Support Blocker vi servirà per andare a “forzare” il posizionamento dei supporti di stampa al fine di evitare interferenze con la stampa del modello qualora la generazione automatica dei supporti vi dia problemi.
Nell’ultima colonna a destra vedete che è caricato un profilo di stampa che riporta una quantità incredibile di parametri di configurazione che potete modificare per ottenere il miglior livello di stampa possibile a seconda del tipo di modello che volete stampare. In prima battuta il menù sarà caricato in modalità principiante per cui molti parametri rimarranno nascosti. Cambiando modalità riuscirete a vedere anche il resto delle righe nascoste e potrete usare la barra di ricerca per individuare più facilmente il parametro a cui ci andremo a riferire nella guida.
Il primo parametro e forse il principale è l’altezza dello strato di stampa o Layer Height che si accompagna al parametro successivo Initial Layer Height o altezza del primo strato di stampa. Con il classico ugello da 0,4mm se state stampando in PLA o TPU95A normalmente un buon valore è 0,2mm che può essere abbassato a 0,16 se volete più precisione nella stampa. Quando variate le altezze dovete sempre pensare che si riferiscono agli step dei motori di movimentazione del blocco di stampa su asse Z.
Non vanno inseriti valori a caso ma va tenuto in considerazione lo standard del tipo di motori usati dalla stampante, generalmente devono essere variazioni di 0,04mm. Il primo strato, che è quello che garantisce l’adesione, deve essere stampato più spesso quindi con valori di 0,3 o 0,4mm stessa cosa riguarda la percentuale di maggiorazione della larghezza del primo strato che normalmente conviene aumentare del 120/130%. Gli altri valori riferiti alla qualità di stampa conviene non modificarli.
Passate poi direttamente alla sezione Infill o riempimento. Qua dovete decidere quanto deve essere denso il materiale depositato per ogni strato. Normalmente la percentuale di infill Density deve essere tenuta su valori pari al 15% o 20%. Se volete ottenere una stampa più resistente allora portate il valore anche al 30%. Diversi studi applicativi dimostrano che non ha senso aumentare oltre il 30% in quanto non vi è un grande giovamento nell’aumento del livello di resistenza del materiale ma aumentano notevolmente i tempi di stampa e il quantitativo di materiale usato. Sempre nella sezione dedicata al riempimento trovate la voce del pattern di riempimento.
Qua il consiglio è di usare la modalità Gyroid che è quella che dà il risultato di stampa migliore.
Proseguendo si arriva ai parametri legati all’estrusione del materiale. Qua è importante impostare correttamente il valore di temperatura di estrusione e il valore di temperatura del letto o piatto di stampa (BED). I valori devono essere coerenti con quanto indicato dal produttore del filamento di stampa. Tendenzialmente possiamo però dirvi che valori intorno ai 205°C per filamento in PLA e 215°C per filamento in TPU dovrebbero essere abbastanza corretti. Anche il valore di 60°C per quanto riguarda il riscaldamento del piatto di stampa è un valore generalmente corretto. Ricordate però che questo valore va aumentato a 65-70°C se state usando il piatto di stampa magnetico sovrapposto al piatto di stampa originale.
Scorrendo ancora troviamo i parametri riferiti alla velocità di stampa espressa in mm/s. Anche qua dovete inserire valori coerenti con la capacità di stampa della vostra stampante 3D ed in base alle indicazioni del produttore del filamento. Nel nostro caso la stampante Artillery Genius Pro può stampare correttamente con valori intorno ai 50/60 mm/s coerenti con i valori di temperatura di stampa indicati al punto precedente per materiale PLA e TPU. Se stampassimo però con una stampante più recente come la Bambulab A1 potremmo stampare con filamento PLA anche a 200mm/s ma la temperatura della stampa dovrebbe essere aumentata almeno fino a 220°C.
Per questo motivo vi invitiamo, ancora una volta, al controllo delle specifiche tecniche fornite dal produttore del filamento di stampa e della stampante 3D. Se non viene impostato correttamente il valore di temperatura di stampa in relazione alla velocità di stampa, quasi certamente vi ritroverete con problemi di adesione del filamento e stampe di pessima qualità.
Se avete fatto qualche prova vi sarete accorti che cambiando il parametro indicato da noi vengono modificati anche altri valori di altri parametri in automatico. Non andate a modificare nulla degli altri valori se non sapete per certo cosa state facendo.
Nelle impostazioni della velocità di stampa è infatti importante che ci sia coordinamento tra il valore di base, la velocità di stampa delle pareti esterne (outer Wall Speed) e la velocità di stampa dei primi layer (initial layer Speed). Supponendo di aver impostato una velocità di stampa di 60 mm/s, per ottenere stampe di qualità, occorre controllare che l’outer Wall Speed sia pari alla metà quindi 30 mm/s e la velocità initial layer Speed sia pari a 15 mm/s o al massimo 25 mm/s.
Un altro fattore importante è la velocità di spostamento (travel Speed) dell’ugello di stampa quando termina l’estrusione di un punto e si sposta verso un altro. Qui l’importante è trovare un equilibrio per evitare le sbavature di filamento quindi valori consigliati potrebbero essere intorno a 150/200 mm/s.
Altri due fattori importanti da tenere in considerazione sono il fattore di Retraction Distance e la funzione di Z Hop. Sono valori importanti perché evitano di avere il fenomento di “Stringing” durante la stampa cioè l’effetto ragnatela del filamento fuso. A seconda se usate stampanti Direct Drive (cioè con l’estrusore integrato nel gruppo di stampa) o Bowden (estrusore separata collegato al gruppo di stampa mediante un tubo in cui scorre il filamento il valore di retroazione deve essere impostato correttamente per evitare un intasamento dell’ugello di stampa con la formazione di bolle o ragnatele. Nelle stampanti Direct Drive questo valore deve essere al massimo di 2 mm con una velocità di retroazione non superiore a 45 mm/s.
La funzione Z Hop invece deve sempre essere disabilitata almeno che non abbiate modelli di stampa avanzati che ne richiedano l’utilizzo.
Scorrendo ulteriormente nel profilo di stampa passiamo alle ultime voci contestuali dove abbiamo i parametri del supporto di stampa e della base di adesione. La scelta di usare il supporto di stampa o la base di adesione è legata principalmente al modello che dovete stampare. Se prendiamo il nostro esempio dell’immagine vedete che Stitch (noto personaggio Disney) è un modello abbastanza alto e con le orecchie che si allargano verso l’esterno andando spostare il baricentro del modello stesso.
Se stampato senza utilizzare supporti e basi di adesione questo modello tenderà a staccarsi dal piatto a circa metà del lavoro rovinando la stampa. Quindi sarà necessario attivare l’opzione supporto, scegliere la struttura ad albero (tree) che è quella più semplice da rimuovere, indicare che il supporto deve appoggiare sul piatto di stampa, impostare una percentuale di riempimento intorno al 10/20%.
Altri accorgimenti importanti nell’uso del supporto di stampa riguardano l’angolo di sbalzo o Support Overhang Angle. Solitamente questo valore deve sempre essere tra i 45 e i 50 gradi. Un altro parametro fondamentale è la distanza Z del supporto (Support Z distance) che dovrebbe stare tra 0,1mm e 0,3mm. Infine vi è una funzione molto utile che è la distanza X/Y che aiuta a mantenere e controllare lo spazio orizzontale tra il modello e il supporto evitando che si fondano lasciando poi segni una volta terminata la stampa.
Ricordate sempre che il modello che inserite nel programma di Slicing può essere spostato e ruotato in modo da poter trovare quello che è il posizionamento migliore per la stampa evitando la generazione di troppi supporti.
Se vedete nella nostra immagine il supporto tende ad ancorarsi sulla faccia del modello ed in particolare nella bocca col rischio di andare a rovinarne i dettagli. In questo caso si può provare modificando appunto il posizionamento del modello, il tipo di supporto o utilizzando la funzione di modifica del modello “Support Blocker” descritta in precedenza.
Indipendentemente dall’altezza del modello, se avete problemi di aderenza durante la stampa, e avete fatto tutti i passaggi che vi abbiamo consigliato in precedenza, selezionate la base di adesione impostando il modello Brim (tesa di cappello). Se invece non avete problemi di adesione comunque tenete abilitata l’opzione Skirt (cornice) che vi aiuterà a pulire bene l’ugello di stampa prima di iniziare la stampa del modello vero e proprio.
Terminata la selezione dei parametri di stampa si può premere il pulsante SLICE in basso a destra e, spostandosi nella modalità preview, vedrete l’immagine seguente.
Nella schermata vedete il modello 3D in rosso e, aumentato lo zoom della visuale, vedrete che il modello è diviso in strati. Se guardate nel bordo destro dell’immagine vedere una barra di scorrimento dove nella parte sommitale è riportato un numero. Quello è il numero di strati che saranno stampati e, spostandosi con la barra a scorrimento, potrete vedere uno ad uno gli strati stessi che compongono il modello. Le parti in azzurro ciano sono invece i supporti e la base di stampa che potrete staccare una volta ultimato il modello. Sempre in basso a destra avete anche l’indicazione del tempo e del quantitativo di materiale necessario per la stampa.
A questo punto potete salvare il file di stampa su chiavetta USB e lanciare la stampa direttamente dalla stampante 3D oppure gestire la stampante direttamente dal software dopo averla collegata al computer su cui state eseguendo Ultimaker Cura.
Possiamo dire quindi di avervi accompagnato in questo viaggio all’interno delle basi della stampa 3D in modo che possiate muovere i primi passi in maniera sicura evitando di buttare tempo e materiale in stampe sbagliate. Come già vi abbiamo accennato esistono vari software per slicing di stampa. Vi basterà semplicemente cercare i parametri di configurazione che vi abbiamo descritto ed impostarli come da indicazioni.
