Estrusori: differenza tra bowden e direct

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Se ci si appresta ad acquistare una nuova stampante, o magari a costruirne una, arriva il momento di scegliere quale tipo di estrusore utilizzare. La scelta non è scontata e bisogna fare alcune valutazioni. Prima di tutto facciamo un po’ di chiarezza: stiamo parlando di stampanti a fusione di filamento (FFF o FDM), il cui estrusore è il cuore della stampante. L’estrusore è formato dall’ hot-end, appunto la parte calda che scioglie e deposita direttamente il materiale, e dal cold-end, il dispositivo che spinge il filamento nella zona di fusione. Ed è proprio la posizione del cold-end nella stampante 3D la caratteristica principale che distingue le due tipologie di estrusore.

ESTRUSORI DIRECT

L’estrusore direct ha fondamentalmente uno schema semplice: il meccanismo di spinta del filo è montato a ridosso dell’ugello e il motore fornisce direttamente la rotazione al pignone. Lo svantaggio di questa soluzione sta nel peso dello stesso meccanismo che costringe ad un maggiore stress le parti in movimento per vincere la sua inerzia, tutto ciò si ripercuote a scapito della precisione e della velocità massima della stampante. Il vantaggio è che tutta l’energia del motore viene trasmessa al filamento senza dispersioni.
Proprio per la semplicità di funzionamento troviamo questa soluzione solitamente nelle stampanti 3D più economiche.

ESTRUSORI BOWDEN

Negli estrusori bowden il motore viene delocalizzato rispetto all’hotend e portato in una zona non in movimento della stampante. Il moto è quindi trasferito ed il filamento passa attraverso un tubo flessibile in Teflon che riduce al minimo gli attriti. La delocalizzazione porta ad una notevole diminuzione di peso sul carrello risolvendo le criticità che invece troviamo negli estrusori direct, permettendoci delle velocità di stampa maggiori. Di contro, però, sappiamo che per quanto possa essere liscia la guaina avremo comunque uno spreco di energia legato all’attrito che è proporzionale alla lunghezza del tubo, è bene quindi utilizzare un tubo della minima lunghezza possibile.

In entrambe le tipologie di estrusori il moto nel cold-end può essere diretto o con demoltiplica. Come possiamo facilmente intuire, nel primo caso il motore fornisce direttamente la spinta. Il filo è schiacciato da un cuscinetto sul pignone dello stepper. Nel secondo caso invece il meccanismo è quello di una trasmissione riducente, ciò vuol dire che per un certo numero di giri del motore avremo un numero minore di giri trasferiti ma una maggiore coppia di forza. Ciò risulta molto utile negli estrusori bowden per ovviare alle eventuali perdite di energia dovute all’attrito. La demoltiplica permette inoltre di porre rimedio al caratteristico movimento a scatti dei motori stepper (o passo-passo) producendo una erogazione più fluida e quindi più precisa utile in entrambe le tipologie di estrusori.
In sostanza, la scelta consapevole di un estrusore si fa valutando pro e contro di ciascuna soluzione, anche e soprattutto in base al tipo e alla robustezza del telaio della stampante 3D.