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FINITURASTAMPARE SU FDM DIYQuesto tutorial si incentra sulla stampa con tecnologia FDM (fused deposition modeling) DIY.Questo include praticamente tutte le stampanti 3D autocostruite come Ultimaker, Makerbot, Reprap, Solidoodle, Wasp, etc.
PREPARARE IL MODELLO
CREAZIONE DI UN SOLIDO UNICO
Ogni pezzo stampato deve essere un solido unico, ma possono esserci più solidi (non intersecanti) sul piano di lavoro.Sconsigliato a meno che non si voglia fare una stampa volutamente lunga (ad es. di notte)
http://zoltanb.co.uk/tips-and-tricks-on-preparing-complex-models-for-3d-printing/
CREAZIONE DI UN SOLIDO UNICO
Due o più solidi possono essere uniti con operazioni booleane
In Rhino3D 4 ad esempio il comando è BooleanUnion
http://4.rhino3d.com/4/help/commands/booleans.htm
CONTROLLO DELLE NORMALI
Ogni superficie ha tra le sue caratteristiche un vettore normale che punta verso una direzione. Questo viene usato, tra le altre cose, ad individuare qual'è l'interno e quale l'esterno.Tutte le normali di un solido devono essere concordi (solitamente puntano tutte all'esterno)
CONTROLLO DELLE NORMALIIn Rhino 3D 4 si possono visualizzare e intervenire sulle normali con il comando Dir
http://4.rhino3d.com/4/help/commands/curve-surfaceanalysis.htm
COLORAZIONE DELLE FACCE INVERTITEIn Rhino 3D 4 si possono anche assegnare colorazioni diverse a facce con normali invertite.
http://wiki.daap.uc.edu/groups/infocenter/wiki/354c5/
PER LA STAMPA SERVONO SOLIDI MANIFOLD La definizione di manifold è di origine prettamente matematica, ma in questo caso basta intendere che il solido è conforme alla realtà fisica (ovvero non ha anomalie che lo rendono impossibile)
http://en.wikipedia.org/wiki/Manifoldhttp://doc.spatial.com/index.php/Manifold_and_Non-manifold_Objects
OGNI VERTICE APPARTIENE AD UN SOLO SOLIDODue solidi distinti non possono avere in comune un vertice.Tutti gli spigoli che partono da un vertice devono appartenere ad un solo solido
http://en.wikipedia.org/wiki/Manifoldhttp://doc.spatial.com/index.php/Manifold_and_Non-manifold_Objects
UNO SPIGOLI DIVIDE SEMPRE E SOLO DUE SUPERFICI
In questo caso lo spigolo appartiene a quattro diverse superfici, anche se non per intero
UNA FACCIA NON PUÓ APPARTENERE A DUE SOLIDI
In questo caso una superficie divide due volumi di due solidi diversi. Questo crea ambiguità su quale sia il volume interno e quale quello esterno.
ELIMINARE TUTTE LE SUPERFICI, GLI SPIGOLI O I VERTICI CHE NON APPARTENGONO A NESSUN SOLIDO
Anche se “a contatto” con il solido la superficie non divide il volume esterno da quello interno, quindi non appartiene al solido
EVITARE SPIGOLI NASCOSTIPer spigoli nascosti si intende tutti quei vertici in cui le superfici sembrano toccarsi ma in realtà non lo fanno.Per essere sicuri del risultato della stampa 3D serve rimuovere tutti gli spigoli nascosti
http://wiki.daap.uc.edu/groups/infocenter/wiki/354c5/
EVITARE SPIGOLI NASCOSTIIn Rhino 3D 4 si possono mostrare e correggere gli spigoli nascosti dal pannello che si apre con il comando ShowEdges
http://4.rhino3d.com/4/help/commands/edgeediting.htm
ESPORTAZIONE IN STL (WATERTIGHT)
Le stampanti 3D leggono il formato .STL Tutti i principali software esportano in .STL, oppure hanno plug-ins che lo fanno.Il file esportato deve essere perfettamente chiuso (watertight)
RISOLUZIONE DEL FILE .STL
Come succede per un raster, un file .STL è difficile da editare e ha una specifica risoluzione che va prevista fin dal principio
ESPORTAZIONE DELLA MESH
In Rhino 3D 4 i parametri importanti di esportazione sono i seguenti, i valori sono suggerimenti:- max aspect ratio: 6- min edge length: 0,1 (mm)- max distance, edge to surface: 0,1 (mm)- refine mesh: checked- Jagged seems: not-checked- Simple planes: checked
http://wiki.mcneel.com/rhino/meshsettings
CHECK DELLA MESH
Anche la mesh può avevre spigoli nascosti, buchi, elementi non manifold, etc.È sempre bene controllare eventuali problemi.In Rhino 3D 4, c'è il comando CheckMesh per verificare la qualità della mesh
http://4.rhino3d.com/4/help/commands/checkrepair-meshes.htm
DESIGN PER IL 3D PRINTING (DIY FDM)
BASE PIATTA
Il pezzo che stampo deve incollarsi saldamente al piano di partenza. Per fare ciò serve una base d'appoggio piatta.Si può tagliare il 3D con un piano per ottenerla, oppure modificare direttamente la mesh.
http://zoltanb.co.uk/tips-and-tricks-on-preparing-complex-models-for-3d-printing/
SOTTOSQUADRA ENTRO 45°
I pezzi stampati in FDM possono autoportare sottosquadra fino a 45°, oltre servirebbe usare un materiale di supporto.
http://blog.thingiverse.com/2010/05/18/design-for-no-support-1-45-degree-rule/
ANISOTROPIA MECCANICA
I pezzi stampati in 3D sono più resistenti se lo sforzo è parallelo agli strati, meno se tende a separarli (cioè sforza il punto di giunzione tra due strati consecutivi). Stampare a 45° è anche un sistema per avere pezzi meccanici resistenti in modo analogo a due sforzi perpendicolarihttp://technocraticanarchist.blogspot.it/2011/05/solid-prints.html
I PONTIIn alternativa a parti in sottosquadra si possono usare i ponti: superfici perfettamente orizzontali supportate solo alle estremità.
http://richrap.blogspot.it/2012/01/slic3r-is-nicer-part-2-filament-and.html
DIFETTI DEI PEZZI STAMPATI
PUNTI DI CONTATTO SOTTILI
Se i punti di contatto tra gli strati sono troppo piccoli è possibile che non ci sia superficie a sufficienza per far attaccare lo strato successivo. In questo caso l'estrusore si trascina facilmente via il materiale deposto, creando buchi.
http://www.flickr.com/groups/3d-print-failures/pool/
BUCHI SU SUPERFICI QUASI-PIANEQuando la curvatura della superficie tende a diventare orizzontale diminuisce la superficie di contatto tra uno strato e il successivo.Oltre un certo livello il filo non si attaccapiù come dovrebbe e viene trascinato via.
http://www.flickr.com/photos/eokgnah/8077025349/sizes/l/in/pool-1820557@N22/
RISOLUZIONE DEI BUCHI
Si possono ridurre i difetti dei buchi aumentando la percentuale di riempimento. Questo perchè il filamento ha più punti d'appoggio su cui ancorarsi e, di conseguenza, si riducono gli slittamenti
http://www.flickr.com/photos/richrap/6233893718/sizes/l/in/pool-1820557@N22/
GLI SLITTAMENTIPuò succedere che un motore “perda passi”.Poiché la macchina non può accorgersene, continua a stampare anche se gli strati non sono più allineati come dovrebbero
http://www.flickr.com/groups/3d-print-failures/pool/
I DISTACCAMENTICi sono molte ragioni per cui gli strati potrebbero staccarsi tra loro: una temperatura troppo bassa, un errore nella velocità di estrusione e persino una bassa qualità del filo
http://www.flickr.com/photos/lanthan/6870988541/in/pool-3d-print-failures
I DISTACCAMENTI
Quando si stampa su un piano non riscaldato usando l'ABS, spesso il ritiro stesso del materiale strappa il pezzo dalla sua base.Questo ha come conseguenza che gli angoli (soprattutto) si deformino
http://reprap-art.blogspot.it/2012/09/whiteant-3d-printer-build-full-bed-test.html
LE BAVEÈ molto comune, soprattutto con alcune macchine, che durante la stampa si creino dei filamenti tra un pezzo e l'altro.Questi dipendono solamente dal fatto che non viene completamente interrotta l'estrusione del filo
http://www.flickr.com/photos/13659531@N03/6334203975/sizes/l/in/pool-1820557@N22/
SCARSA ESTRUSIONESe non viene estruso materiale a sufficienza (per diversi problemi, dal SW alla qualità del filamento) il pezzo risulta irregolare e molto fragile
http://www.flickr.com/photos/13659531@N03/6334203993/in/pool-3d-print-failures
LE DISTORSIONI
Spesso sono dovute ai settaggi della temperatura. Se il filamento non raffredda in tempo prima del passaggio successivo può essere deformato dall'estrusore
http://www.flickr.com/photos/saltedguy/7294953194/sizes/l/in/pool-1820557@N22/
IL MATERIALE DI SUPPORTOI supporti consentono di ottenere forme complesse con sottosquadra accentuati.Spesso i supporti sono fatti con lo stesso materiale di stampa, lasciando difetti estetici sulla superficie
http://www.protoparadigm.com/blog/2012/01/printing-with-support-extreme-overhangs/
ESEMPIO DI STAMPA
Semisfera stampata dal polo
Semisfera stampata dall’equatore
ESEMPIO:
UN TAVOLO
In questo esempio è possibile vedere i più comuni difetti ed errori di progettazione
PUNTI DI ATTACCO
La superficie di contatto è troppo piccola e l'estrusore si trascina via il materiale deposto
PUNTI DI ATTACCO
- soluzione-
Ogni volta che ci sono problemi di adesione con il piano si può inserire il Raft, un piano di costruzione che facilita l'adesione del materiale
LE BAVE
Essendo quattro elementi separati, tra le gambe del tavolino la stampante lascia bave di trascinamento.
I PONTI
Il piano del tavolino inizia tutto allo stesso livello ma gli unici supporti sono gli attacchi delle gambe.Questo non da superficie di contatto a sufficienza e il filo tende a staccarsi
I DISTACCAMENTI
Proprio perchè il contatto tra gli strati è minimo, è facile che il pezzo tenda a rompersi
LA RISOLUZIONE
Se il pezzo contiene elementi troppo piccoli per la macchina spesso non vengono stampati. A volte invece vengono male interpretati e stampati in modo non accettabile
POSSIBILI SOLUZIONIIl pezzo deve essere disegnato in modo diverso. In particolare sono state ingrandite le gambe e la scritta, oltre ad una modifica che consente la stampa del pezzo capovolto
POSSIBILI SOLUZIONIIl bordo attorno al tavolo è alla stessa altezza della scritta e i ponti in questo caso toccano sia il primo che la seconda, dando molto più sostegno al piano a sbalzo
http://zoltanb.co.uk/tips-and-tricks-on-preparing-complex-models-for-3d-printing/
http://wiki.mcneel.com/rhino/home
http://4.rhino3d.com/4/help/
http://www.flickr.com/groups/3d-print-failures/pool/
FONTI PRINCIPALI