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  1. Nell’articolo precedente abbiamo visto alcune tecniche di post produzione di un oggetto stampato in 3D, utilizzando materiali facilmente reperibili nei vari brico e colorifici. Questa volta invece daremo un’occhiata a materiali un po’ più tecnici, in grado di garantire risultati migliori e più consistenti, a costo di una maggiore attenzione nell’utilizzo. Fondi e basi Volendo passare dalle bombolette ai prodotti più specifici, la prima scelta cade sui fondi, ovvero i prodotti da utilizzare come prima mano e per creare la base per le successive lavorazioni. I fondi esistono principalmente di due tipi, monocomponenti (1K) e bicomponenti (2K). Fondi monocomponente I fondi monocomponenti sono in genere pronti all’uso o vanno diluiti con un diluente specifico e asciugano all’aria. Il processo di indurimento richiede che il solvente incluso nella base evapori, lasciando solo il residuo solido. Questo processo porta però ad una riduzione dello spessore applicato, richiedendo quindi in genere più mani. I fondi possono essere ad acqua o a solvente, nel primo caso vengono diluiti con acqua distillata, mentre nel secondo caso richiedono un diluente specifico (diluente sintetico/acquaragia, acetone, diluenti specifici). Fondi bicomponente I fondi bicomponente invece, come dice il nome, richiedono che per la loro preparazione, vengano mescolati due componenti che una volta uniti iniziano a catalizzare, causando l’indurimento del prodotto. In questo caso l’indurimento non avviene tramite l’evaporazione di un solvente, quindi la dimiuizione di volume è quasi nulla, il che rende solitamente necessarie meno mani di prodotto a parità di spessore. I fondi bicomponenti si dividono principalmente in fondi poliestere e fondi epossidici. I primi in genere hanno costi minori e risentono meno delle condizioni di applicazione, mentre i secondi richiedono maggiore precisione nel dosaggio e catalizzano solo in particolari condizioni di temperatura. I fondi bicomponente in genere garantiscono caratteristiche finali migliori rispetto ai fondi monocomponente, soprattutto in termini di durezza e resistenza ai graffi. Applicazione dei fondi In genere questo tipo di prodotti richiede esplicitamente l’applicazione tramite pistola a spruzzo ed è sconsigliata l’applicazione a pennello. Sono prodotti che richiedono il massimo di accortezza quando vengono utilizzati ed in fase di applicazione è sempre necessario utilizzare guanti, occhiali protettivi ed una maschera a filtri di classe adeguata (quindi non le mascherine antipolvere!!!). Anche la pulizia degli utensili, una volta finito il lavoro, va fatta con solventi specifici (in genere acetone o diluente nitro). Resine da laminazione Ultimamente si sta diffondendo l’utilizzo delle cosiddette “resine da laminazione” per rifinire i pezzi stampati. Si tratta di resine bi componente, di solito di tipo epossidico, uguali o simili a quelle che vengono utilizzate per la realizzazione dei prodotti in fibra di vetro o fibra di carbonio. Vengono utilizzate pesando e mescolando i due componenti e applicandoli a pennello o a spruzzo sul pezzo da rifinire. Questi prodotti, mentre sono fluidi, hanno ottime caratteristiche di impregnazione dei materiali e la tendenza ad autolivellarsi, riducendo quindi da subito l’effetto dovuto alla sovrapposizione dei layers nel pezzo stampato. Una volta catalizzate in genere hanno notevoli caratteristiche meccaniche, elevata durezza e buona carteggiabilità. Esistono in commercio parecchie formulazioni epossidiche, con diversi parametri di dosaggio, tempi di lavorabilità e caratteristiche finali. In genere, sono prodotti che vanno misurati e dosati con grande precisione, in proporzione circa di 1:2 e hanno tempi di catalisi che vanno dalle 2 alle 12 ore. Sono molto sensibili alla temperatura, quindi andrebbero fatte catalizzare a temperature non inferiori ai 16-18 gradi. Smooth-On ha realizzato un prodotto specifico di questo tipo (XTC: http://www.smooth-on.com/Epoxy-Coatings-XTC/c1397_1429/index.html) ma io ho ottenuto ottimi risultati anche con prodotti classici da impregnazione per la fibra di carbonio. Gli abrasivi Una volta applicato il fondo, in genere è necessario carteggiare il pezzo per migliorare il grado di rifinitura superficiale. Per le zone più ampie o prive di dettagli troppo minuti è possibile utilizzare degli abrasivi a spugna. Si tratta di spugne di forma tonda o quadrata, utilizzate solitamente nelle carrozzerie, che possono essere utilizzate sia a secco che bagnate. Rispetto agli abrasivi tradizionali in genere consentono un maggior controllo ed una maggiore durata e permettono di seguire meglio il profilo dell’oggetto da rifinire. Esistono di tutte le gradazioni, dalle grane più grosse a quelle extra fini per i lavori di ultima rifinitura e dettaglio. Come descritto nell’articolo precedente, anche questi vanno utilizzati in sequenza, partendo con le grane più grosse e finendo con quelle più sottili, iniziando con movimenti rettilinei incrociati e finendo con movimenti rotatori una volta arrivati alle grane più fini. In caso di dettagli minuti o in zone dove non c’è lo spazio per arrivare con le spugne si può rifinire utilizzando uno strumento rotativo equipaggiato con una punta in gomma. Le punte in gomma, usate bagnate, hanno il pregio di permettere di rifinire e levigare anche le parti in plastica, senza il rischio di danneggiare il pezzo o di graffiarlo troppo in profondità. La contropartita è che durante l’utilizzo si usurano, quindi è necessario averne una scorta continua. I prodotti di rifinitura Una volta terminata la carteggiatura e raggiunto il livello desiderato è possibile finire definitivamente il pezzo applicando una copertura opaca o lucida, a seconda della necessità. Nel caso della finitura opaca in genere basta applicare un paio di mani di trasparente opaco a bomboletta mentre se si vuole una finitura perfettamente lucida e speculare, dopo l’applicazione del trasparente lucido è necessario lavorare ulteriormente il pezzo. In genere, in questo caso viene dopo aver applicato uno strato di trasparente lucido, questo viene poi rifinito con prodotti specifici come il Micromesh o i Polish. Il trasparente lucido può essere il classico lucido a bomboletta monocomponente o un trasparente acrilico o uretanico bi-componente, anche in questo caso da applicare a spruzzo. Come dicevamo, una volta applicata la finitura trasparente, si può passare alla fase definitiva di lucidatura, utilizzando dei prodotti speicifici come il Micromesh, che è un set di panni lucidanti numerati da usare in sequenza o un polish lucidante, tipo quelli usati per le carrozzerie delle auto.
  2. In questa prima parte vedremo come preparare al meglio la post produzione di un oggetto prodotto da una stampante 3D, ricorrendo solo a materiali reperibili in una comune ferramenta o brico center e senza nessun tipo di attrezzatura particolare, lasciando al prossimo appuntamento l'approfondimento sui materiali tecnici più specifici, ma anche più difficili da utilizzare e reperire. Cosa serve per la post produzione di pezzi stampati 3D Presumendo che il nostro pezzo sia in materiale plastico (ABS o PLA, ma in generale anche altri materiali), per poter procedere abbiamo bisogno di: Un fondo o aggrappante in bomboletta specifico per plastica Un primer riempitivo in bomboletta Degli abrasivi Spazzolino, guanti, stracci, mascherina Il fondo: Il fondo spray o aggrappante o ancorante per plastica è un prodotto che serve per preparare il pezzo all'applicazione degli strati successivi di colore o primer, garantendo la miglior adesione possibile al pezzo. Nel caso dei pezzi stampati in 3D inoltre aiuta a sigillare le eventuali microfessure tra gli strati, da cui potrebbe fuoriuscire aria e generare bolle negli strati di primer successivi. In genere bastano un paio di mani leggere, passate incrociando i movimenti, effettuando un paio di passate orizzontali, alternate ad un paio verticali. Il primer riempitivo: Il primer è il vero "strumento" di lavoro utilizzato per rifinire il pezzo e di fatto è uno stucco spray, dall'alta capacità riempitiva. Quando viene applicato, la regola principale da tenere a mente è di resistere alla tentazione di esagerare. Infatti una sola mano pesante impiegherà più tempo ad asciugare di varie mani leggere, avrà maggiori probabilità di colare e correrà il rischio, asciugandosi, di screpolarsi in più punti, rendendo inutile il lavoro e costringendo a rifare tutto da capo. Anche qua la regola è quindi di fare passate leggere, incrociate con movimenti orizzontali e verticali, intervallate a qualche minuto l'una dall'altra. I primer riempitivi esistono di svariate marche e con costi che vanno dai 3€ ai 12€ dei prodotti per carrozzeria. Primer di qualità migliore asciugano prima e in maniera più omogenea e risultano più facilmente carteggiabili, ma in genere, se applicato bene, anche un primer economico può dare buoni risultati. A titolo di esempio per questo tutorial è stato usato un primer generico economico. Gli abrasivi: Gli altri elementi fondamentali per la buona riuscita del lavoro sono gli abrasivi. Per lavorare con gli stucchi il mio consiglio è quello di utilizzare abrasivi specifici per stucchi e vernici detti anche abrasivi stearati, riconoscibili dal classico colore grigio a macchie. A differenza dei normali abrasivi per plastica e metalli (per intenderci la carta vetrata nera...), gli abrasivi stearati vanno utilizzati esclusivamente a secco e mai bagnati. Le gradazioni utili vanno dalla 120 alla 400. In genere io utilizzo 120,180,320 e 400. Alternativamente, se si vuole spendere qualcosa di più si può andare sulle spugne abrasive da carrozzeria. Qua le gradazioni vanno dalla 180 fino alla 2000 e possono essere utilizzate sia a secco che ad acqua. Le spugne hanno il vantaggio di permettere di lavorare agevolmente anche su superfici curve o con sottosquadri notevoli e se usate con un minimo di attenzione hanno una vita lunghissima, quindi sono un investimento che si ripaga nel tempo. Come procedere alla post-produzione di pezzi stampati 3D Per prima cosa consiglio di dare comunque una leggera carteggiatina al pezzo, per eliminare i segni più evidenti di lavorazione, come bave, spezzoni di filamento e bolle. La regola che vale in generale e da applicare sempre quando si carteggia è che si lavora in due fasi distinte: Nella prima fase, quella di sgrossatura che viene effettuata con gli abrasivi di grana più grossa (nel nostro caso dal 120 al 240) i movimenti sono movimenti incrociati, ruotando di 90° il pezzo per sovrapporre le linee di carteggio. La seconda fase, quella di rifinitura viene fatta con gli abrasivi a grana più sottile (dal 320 in su fino alla 2000) e questa volta il movimento dovrà essere alternato ma circolare, per ridurre al massimo il rischio di graffi e segni permanenti. Dopo ogni fase di carteggiatura è importante, prima di applicare una nuova mano di primer, pulire approfonditamente il pezzo, aiutandosi con uno spazzolino e degli stracci puliti, eventualmente ricorrendo anche al lavaggio con acqua tiepida se ci fosse molta polvere incastrata nei punti più nascosti Partendo dal pezzo stampato e carteggiato per rimuovere i difetti maggiori si inizia ad applicare il fondo ancorante e poi il primer a bomboletta. Quando si applica un qualunque prodotto a bomboletta, bisogna ricordare alcune regole: la bomboletta va tenuta il più possibile verticale, a distanza di circa 20/25 centimetri dall'oggetto ricordarsi di fare sempre una prova di spruzzo prima di dirigere il getto verso l'oggetto, per verificare che l'ugello sia libero e non faccia gocce compiere sempre un movimento ampio e continuo che inizia prima e finisce dopo l'oggetto, senza mai fermarsi, cambiando direzione da destra a sinistra e dall'alto in basso se la temperatura ambiente è bassa (sotto i 12/15 gradi) cercare di tenere al caldo la bomboletta prima di utilizzarla e agitarla energicamente per qualche minuto fare diverse passate leggere, aspettare qualche minuto e ripetere, piuttosto che poche mani pesanti ricordarsi di pulire l'ugello della bomboletta spruzzando un paio di volte mantenendo la bomboletta capovolta a testa in giù Una volta che le prime mani di primer sono asciutte si può iniziare a carteggiare, tenendo d'occhio le zone più critiche, dove sono presenti i maggiori difetti da coprire. Nel caso si notasse che ci sono zone con difetti troppo evidenti per poter essere riempiti dal solo primer, si può decidere di ricorrere a dello stucco per carrozzieri per andare a rimediare, applicandolo con una spatolina o uno stecchino piatto. Una volta asciutto, lo stucco va carteggiato esattamente con le stesse tecniche e materiali utilizzati per il primer. Lo stucco, una volta carteggiato, deve essere completamente livellato e omogeneo rispetto allo strato di primer e non formare alcun gradino. Probabilmente sarà necessario ripetere tutta la procedura dalle 3 volte in su per ottenere un pezzo con un buon grado di rifinitura. Se sulla base di primer dev'essere poi applicata una colorazione consiglio di dare una leggera carteggiata con una grana sottile (500/1000) per rendere la superficie leggermente satinata. Se invece il pezzo è finito si può procedere con gli abrasivi a grana più fine (1500 e 2000) usandoli bagnati per arrivare a livelli di finitura via via sempre più lisci e lucidi. In questo caso il pezzo è stato completato con una colorazione successiva, che ha aderito bene alla base di primer applicato. POST PRODUZIONE - PARTE 2
  3. La tua stampa 3D è ruvida al tatto, risulta poco definita e con layer decisamente vistosi. L'andamento delle pareti è ondulato in maniera irregolare. E' in questo caso che si parla di wobble, un difetto molto frequente soprattutto tra le stampanti 3D economiche, ma anche le top di gamma non ne sono assolutamente immuni. In questa guida scopriremo insieme quali sono i principali motivi che causano questo difetto e vedremo come risolverlo, iniziando dagli interventi più semplici ed immediati. SCEGLIERE UN BUON FILAMENTO A dire il vero, questo è un consiglio sempre valido: per evitare di trovarti a cercare nella stampante 3D problemi che non esistono, il filamento che utilizzi dovrebbe sempre essere di buona qualità. Un filamento scadente può portare a problemi di wobble, intasamento dell'estrusore, stampa 3D ruvida e molto altro. Infatti, risparmiare quei pochi euro nel primo acquisto può costringerti a gettare l'intera bobina. Tra gli innumerevoli filamenti economici, molti presentano diametro e comportamento alla stampa incostanti. Senza dubbio, conviene quindi puntare su bobine di qualità, considerando anche il feedback di chi ha già acquistato. A tal proposito, ti invito a leggere l'apposita categoria del forum. Inoltre, è bene ricordare che non solo un filamento scadente può causare problemi, bensì anche uno di qualità rimasto aperto per troppo tempo o conservato in un ambiente umido. UGELLO TROPPO VICINO AL PIATTO Ulteriore accorgimento, semplice quanto importante. Può capitare infatti di eseguire un livellamento del piano in maniera errata. Nel caso in cui l'ugello del tuo estrusore si trovi troppo vicino al piano di stampa, il materiale verrebbe schiacciato ad esso in maniera eccessiva. Puoi accorgerti di questo problema estrudendo sul piano qualche centimetro di materiale: le linee potrebbero essere caratterizzate da un solco centrale e dei rigonfiamenti ai lati. Una estrusione di questo tipo porta ad avere layer perimetrali molto più evidenti ed una finitura esterna riconducibile al famigerato problema del wobble. In questo caso, ti consiglio di seguire la nostra guida per la calibrazione step/mm per gli assi X, Y e Z. Otterrai modelli molto più precisi a livello dimensionale e, probabilmente, riuscirai a ridurre il rischio di ottenere una stampa 3D ruvida. SOVRAESTRUSIONE Se ti accorgi che il tuo estrusore spinge fuori più materiale del necessario, le cause potrebbero essere molteplici. Il comportamento dell'estrusione è simile a ciò che abbiamo descritto al punto precedente: il filamento estruso in eccesso, essendo schiacciato tra ugello e base, è costretto a fuoriuscire ai lati, realizzando una stampa 3D ruvida e deformata ai perimetri. Una rapida correzione può essere eseguita agendo nello slicer. Qualsiasi sia il software con cui controlli la stampante, è presente un parametro di gestione dell'estrusione (extrusion multiplier) e uno dedicato larghezza del tratto estruso (extrusion width). Prova a diminuire leggermente questi valori e verifica se le tue stampe 3D risultano meno ruvide. Se vuoi risolvere il problema in maniera precisa e tarare al millimetro la tua stampante, segui questa nostra guida dedicata. Potrai verificare in pochi passi se la quantità di filamento che vuoi estrudere è effettivamente quella che esce dall'estrusore, correggendone eventualmente il difetto. PROBLEMI MECCANICI Parlare di problemi meccanici cercando di risolverli tutti in poche mosse risulta purtroppo impossibile. L'enorme quantità di stampanti in commercio porta con se altrettanti possibili problemi e soluzioni specifiche. Tuttavia alcuni accorgimenti sono sicuramente utili e risolutivi per la maggior parte delle stampanti 3D FDM. In generale, possiamo dire che la qualità costruttiva va molto spesso di pari passo con il prezzo, anche se qualche eccezione non manca. Possiamo trovare stampanti 3D a pochissime centinaia di euro ma non dobbiamo stupirci se le strutture risultano esili e traballanti. E' proprio quest'ultima caratteristica la peggior nemica delle nostre stampe e, spesso, causa di wobble, perimetri ruvidi, ondulati e irregolari. Le stampanti 3D FDM hanno l'estrusore sempre in movimento; il suo peso viene spostato con velocità lungo uno o due assi esercitando forze molto elevate sullo scheletro delle macchine, soprattutto se l'estrusore è di tipo direct, dove il motore contribuisce alla massa in movimento. Supponiamo di dover stampare un cubo vuoto. Questo cubo è una ripetizione in altezza di quadrati identici. Per avere una stampa perfetta e dalle pareti lisce è necessario che il quadrato appena estruso sia nella stessa esatta posizione del quadrato inferiore. Se la struttura della stampante non è sufficentemente rigida, non sarà in grado di far viaggiare l'estrusore nella stessa forma percorsa nel layer precedente. In questo modo si creano quei leggeri slittamenti di materiale che rendondo la stampa 3D ruvida e irregolare: siamo sicuramente in presenza di wobble. La causa può appartenere a diverse parti della stampante, ed il fenomeno può verificarsi anche su un solo asse. Per esempio, se il wobble è causato da un asse Z impreciso, puoi accorgertene dal fatto che le stampe peggiorano man mano che queste crescono in altezza. Esistono alcune soluzioni per risolvere i problemi legati al telaio. La Creality CR-10 ad esempio, dato il suo sviluppo in altezza, soffre di un gioco tra la struttura dell'asse Z e quella di base quando si eseguono stampe molto alte. Per questo sono state studiate delle barre di rinforzo ad irrigidire la struttura. Per fare in modo che le componenti della stampante 3D si muovano correttamente è necessario anche verificare che le cinghie siano tirate a dovere (senza esagerare, dobbiamo evitare di fare troppa forza sui motori per non farli surriscaldare), che la stampante sia poggiata su una superficie stabile, che gli scorrimenti lungo le barre avvengano in maniera fluida e che in generale tutte le viti siano tirate. Dovrai, in poche parole, assicurarti che ciò che deve essere fermo sia immobile e che ciò che deve muoversi lo faccia nel modo più fluido possibile.
  4. Il volume di stampa è spesso considerato una caratteristica fondamentale nella scelta della stampante 3D. In effetti, da questa dipendono tantissime cose: la dimensione dei modelli realizzabili in un solo pezzo, la quantità di pezzi realizzabili in un solo processo di stampa, il costo stesso della stampante. Spesso, inoltre, un volume di stampa generoso viene presentato come un grande vanto da parte dei produttori di stampanti 3D, i quali cercano di attirare in questo modo i meno esperti. Una domanda, quindi, nasce spontanea: è necessario avere un volume di stampa di grandi dimensioni? E ancora: quanto incide il volume di stampa di una stampante 3D sul suo valore complessivo? Se ti stai ponendo questo tipo di domande, ti consiglio di continuare a leggere questa guida. Volume di stampa - Lo spazio vitale della stampante 3D Con "volume di stampa" si intende quello spazio che si sviluppa sugli assi X, Y, Z ed entro il quale la stampante 3D può produrre oggetti. Questo volume è quindi da intendersi interno alla struttura della stampante e definito esclusivamente dalle possibilità di movimento del blocco estrusore. Generalmente, le dimensioni su X, Y e Z vengono definite in millimetri o, al massimo in centimetri. Al momento dell'acquisto, questa caratteristica fisica della stampante 3D è considerata, soprattutto dai neofiti, una delle più importanti. Dopotutto, non è difficile capirne le motivazioni: produrre modelli di grandi dimensioni senza dover ricorrere a sezionamenti o la possibilità di riempire superficie/volume in modo da ottimizzare i tempi di produzione, sono sicuramente buone motivazioni per andare alla ricerca di stampanti 3D con dimensioni generose. All'aumentare del volume di stampa e mantenendo invariate le altre caratteristiche tecniche, però, bisogna tenere in considerazione la questione dei costi. In generale, le stampanti 3D che riportano un volume di stampa maggiore riportano costi più elevati. Inoltre, è necessario fare attenzione a una serie di complicazioni tecniche. Volume di stampa nelle stampanti 3D FDM Le stampanti 3D FDM sono le più economiche presenti sul mercato e, per assurdo, sono anche quelle che si sono sviluppate su volumi di lavoro più grandi. Questo processo di ingrandimento è stato possibile grazie al forte abbattimento dei costi di costruzione avvenuto negli ultimi anni. Nel caso specifico delle stampanti 3D FDM, confrontarsi con un volume di stampa maggiore significa anche scontrarsi con un piano di adesione più grande. Se pensiamo di acquistare una macchina che monta un piano riscaldato, dovremo assicurarci che questo riesca a scaldarsi nel modo più uniforme possibile. In caso questo non accada, ci ritroveremo a dover combattere contro ritiri di materiale non uniformi, distaccamenti e mancate adesioni. Inoltre, mettere in piano un piatto di grandi dimensioni risulterà più complesso rispetto a quelli più piccoli. Un sistema di auto-livellamento potrebbe essere una soluzione che permette di automatizzare questa fase di set-up. Tra le stampanti 3D FDM penso sia doveroso fare un appunto sulle differenze tra i modelli cartesiani e i modelli delta. Tra le macchine desktop, ci accorgeremo facilmente di come, a partirà di costi, i modelli di tipo delta permettono di avere volumi di stampa maggiori, soprattutto sviluppati sull'asse Z. Al contrario, invece, aumentando le dimensioni delle macchine, potremo constatare che le stampanti di tipo delta lasciano spazio alle cartesiane. Questa transizione è dovuta più che altro a questioni meccaniche e di semplicità costruttive. Volume di stampa nelle stampanti 3D SLA e DLP Nel caso delle stampanti con tecnologia SLA e DLP il tema segue altri lati tecnici. In generale, le stampanti DLP presentano limiti dimensionali dovuti alla fonte luminosa che montano e che non permette di sviluppare molto gli assi X, Y. Diversamente, la tecnologia SLA garantisce maggiori flessibilità, presentandosi però più costosa. In ogni caso, le stampanti 3D a resina faticano a superare dimensioni che vadano oltre i 50-60 cm di lato su assi X, Y. Effettivamente, però, vorrei fare un'altra considerazione: sulle macchine a resina è veramente necessario passare a dimensioni maggiorate? Obiettivamente, la risposta è un sicuro "no". A livello di business, il mercato della stampa 3D professionale non richiede di produrre pezzi di grandissime dimensioni con questa tecnologia. I motivi sono molteplici: tecnici, tecnologici e di mercato. Volume di stampa nelle stampanti 3D SLS e similari In questo caso parliamo di una tecnologia che segue un metodo di sviluppo tutto suo. La stampa 3D a polveri è molto utilizzata a livello industriale per produrre modelli in polimeri e metalli, spesso con l'obiettivo di fabbricare piccole serie di oggetti. Anche grazie a questioni tecniche - come la non necessità di produrre supporti nella produzione dei pezzi o la possibilità di riempire il più possibile il volume di lavoro - la tecnologia granulare è riuscita maggiormente a svilupparsi su spazi produttivi più voluminosi, assecondando quelle che sono state le richieste di mercato degli ultimi anni. Parlando di dimensioni, le macchine SLS vanno dai 20 cm ai 100 cm di lato. Volume di stampa - è davvero una caratteristica fondamentale? Personalmente, ritengo che la risposta sia un secco "no". Da mia esperienza come progettista e stampatore 3D posso dire che nell'80% dei casi i modelli 3D possono essere prodotti in due o più pezzi, senza rovinare quello che sarà il risultato finale. Spesso però si fa fatica a entrare in quest'ottica lavorativa: quando si produce un modello 3D, si pensa sempre di produrlo tutto d'un pezzo. A meno che non sia necessario assicurare determinate resistenze meccaniche o qualità estetiche, sezionare i modelli 3D è un'ottima soluzione per risparmiare denaro nell'acquisto o nell'affitto di una stampante 3D di grandi dimensioni. Sarà sufficiente avere un minimo di sicurezza nelle operazioni da effettuare per riuscire a ottenere risultati soddisfacenti. Inoltre, è bene ricordare che esistono metodi semplici ed efficaci per rifinire esteticamente tutti i modelli 3D fabbricati. A tal proposito, a questo link puoi leggere la nostra Guida alla Post-Produzione. Sarà più semplice di quanto possa sembrare!
  5. La velocità di stampa è probabilmente uno dei parametri più importanti nella stampa 3D. Se impostato male, otterremo senza alcun dubbio risultati di bassa qualità. Eppure, si tratta di una di quelle impostazioni a cui, prima di ogni altra cosa, viene da pensare: lo stampatore 3D vuole sempre poter toccare con mano il proprio modello il prima possibile. Ed è proprio in questi casi che, facendosi prendere dalla "voglia di velocità", iniziano a saltare fuori i problemi. Prima di entrare nel dettaglio di questo parametro di stampa, voglio specificare che, in questo articolo, facciamo riferimento alle stampanti 3D FDM. Le stampanti che operano con altre tecnologie non utilizzando un parametro di velocità come di seguito descritto. Detto questo, se sei alle prese con una stampante 3D FDM che vi sta dando risultati poco soddisfacenti, probabilmente stai leggendo la guida giusta! La velocità di stampa - Caratteristiche I movimenti delle stampanti 3D possono raggiungere velocità molto elevate. Eppure, quando entriamo nella fase di stampa, siamo sempre costretti a ridurre notevolmente questo parametro. Questo accade perché, facendo muovere molto velocemente le componenti della stampante 3D, si perderà della precisione. Dobbiamo sempre tenere a mente che abbiamo a che fare con del materiale che viene estruso da un ugello. Il materiale stesso ha necessità di depositarsi in modo uniforme e preciso. Stampare a velocità ridotte permette di evitare problemi come lo "stringing", ossia filamenti sottili che vengono rilasciati quando l'ugello si deve spostare da un punto all'altro del modello effettuando la retraction. [caption id=attachment_16606" align="aligncenter" width="640] Stringing[/caption] Stampare ad alte velocità può anche causare problemi di precisione dei perimetri, soprattutto a causa dell'inerzia di movimento. Infatti, se pensiamo a un brusco movimento effettuato ad alta velocità (come nel caso dello spigolo di un parallelepipedo), sappiamo per certo che il filamento, che stava andando a tutta velocità verso una certa direzione, ne subirà una deformazione per un piccolo tratto. Quello che accade è lo stesso che proviamo quando correndo cambiamo direzione. Quella sensazione di sbilanciamento che proviamo per un secondo "sporca" la nostra corsa. Stesso discorso vale per il materiale che viene estruso. Il modello presenterà come dei piccoli rigonfiamenti dopo gli spigoli, che saranno evidenti lungo tutta la parete. Se questa circostanza si verifica, e la qualità è un fattore importante, non c’è altro rimedio che ridurre la velocità di stampa. Velocità di stampa e temperatura - Una relazione che non finirà mai La velocità e la temperatura di stampa sono due parametri che vanno a braccetto. Non a caso, la regola generale vuole che all'aumentare della velocità di stampa, aumenti anche la temperatura di estrusione e viceversa. La relazione tra questi due parametri è facilmente spiegata: se la velocità di stampa aumenta, il materiale dovrà essere estruso più velocemente. Per permettere al materiale di scaldarsi per tempo, è quindi necessario aumentare la temperatura di estrusione;se la velocità diminuisce, il rischio è di surriscaldare la superficie con la presenza dell’estrusore sul materiale, ottenendo una superficie deformata. Per limitare queste deformazioni, si tende quindi a diminuire la temperatura di stampa. Velocità di stampa - La relazione con accelerazione, qualità e materiali Se sei vicino all'acquisto della tua prima stampante 3D, probabilmente avrai notato che i produttori forniscono sempre delle velocità di stampa massime raggiungibili. Magari, ti sarai fatto invogliare da macchine se sembra possano sostenere velocità superiori alle altre. Ebbene, sappi che i valori presentati sono solamente indicativi e poco attendibili, essenzialmente per 3 motivi: Innanzitutto, dobbiamo parlare di "accelerazione", e possiamo farlo prendendo come esempio un'automobile. Se sappiamo che la velocità massima di un'automobile è di 300 Km/h, questo non ci garantisce che potrà sempre andare a questa velocità. Possiamo anche guidare una Ferrari, ma se la guidiamo in città, sarà impossibile raggiungere la velocità massima. Parlando di stampanti 3D, quello che accade è esattamente lo stesso. La macchina è in movimento e deve effettuare spostamenti molto precisi, a volte seguendo geometrie travagliate: raramente potrà arrivare alle velocità massime indicate.Il secondo luogo, bisogna essere consapevoli del fatto che le velocità presentate non sono (quasi) mai messe in relazione con la qualità di stampa. Sostenere che una macchina può stampare a 150 mm/sec senza specificare con che qualità stamperà non ha alcun senso.Infine, è necessario ricordare che le velocità di stampa sono legate alle caratteristiche termoplastiche del materiale. Questa regola fisica varia per qualsiasi materiale utilizzato ed ha una forte relazione con le caratteristiche meccaniche della stampante 3D. In generale, possiamo affermare che non potremo mai stampare l'ABS alla stessa velocità del PLA. Velocità di stampa - Conclusioni Arrivati a questo punto, possiamo tirare alcune conclusioni. Presupponendo di essere a conoscenza che si dovranno stampare materiali che non permettono di stampare a velocità elevate, come ad esempio l'ABS, sarebbe opportuno ragionare sull'acquisto di una stampante 3D che prediliga la precisione o l'affidabilità. In ogni caso, tieni sempre a mente che stampare ad alte velocità significa inevitabilmente perdere precisione e qualità nell'oggetto finito. Detto questo, la scelta resta sempre al progettista: si può scegliere di prediligere le prestazioni di esecuzione o le qualità meccaniche ed estetiche del pezzo prodotto. A te la scelta!
  6. A molti, tra coloro che possiedono una stampante 3D, sarà sicuramente capitato qualche problema nel processo di stampa. Non è raro che si incappi in inconvenienti o che i nostri pezzi soffrano di qualche imperfezione, soprattutto se abbiamo acquistato da poco la nostra macchina. Il setup iniziale è sempre un momento cruciale per un neofita e settare al meglio la stampante è un passaggio fondamentale per ottenere una stampa 3D perfetta. Non bisogna sottovalutare però la manutenzione. Molti problemi sono piuttosto comuni, abbiamo quindi deciso di fare un elenco di accorgimenti che potrebbero salvarvi da ore e ore di lavoro senza trovare una soluzione. Una lista di 5 accortezze da tenere sempre in considerazione per poter ottenere delle ottime stampe 3D. COME OTTENERE UNA STAMPA 3D PERFETTA Regola n.1: scegliere un buon filamento Scegliere un buon filamento è fondamentale per avere una stampa 3D perfetta. Se ci capita di avere qualche problema di stampa, potremmo rischiare di perdere tempo a maneggiare i parametri dello slicer senza trovare una soluzione. Acquistare una bobina economica fa risparmiare qualche euro all’inizio, ma potrebbe rivelarsi in seguito un brutto affare, al punto da dover essere costretti a buttare tutto nel cestino. I problemi che possono insorgere da un materiale di bassa qualità sono innumerevoli ed il principale riguarda l’umidità. Un filamento prodotto in atmosfera inadatta oppure imballato in modo scorretto può facilmente assorbire umidità al suo interno. Lo spiacevole risultato sarà un estrusore che ‘scoppietta’ (a causa dell’acqua che evapora al suo interno) e una stampa piena di buchi. Più una bobina è umida, più questo problema sarà presente. Oltre a questo, potremmo andare incontro a fenomeni di wobble, bobine che si incastrano perché avvolte male e molto altro. Insomma, investire in un buon filamento è importante e ripaga nel tempo. In che modo valutiamo se un filamento è di buona qualità? Scoprilo subito leggendo la nostra recensione dei filamenti Arianeplast! Regola n.2: livellare bene il piano di stampa Un piano livellato ottimamente è un aspetto cruciale per garantire l’adesione del primo layer delle nostre stampe. Per ottenere una stampa 3D perfetta è necessario avere il nozzle alla corretta distanza dalla superficie: questa operazione può essere fatta manualmente, guidati dal firmware, o con appositi sensori. Se la nostra stampante non ne è provvista, basterà posizionare l’ugello nei quattro angoli del piano e regolare per ognuno la vite sottostante, in modo che la distanza col piano lasci passare un po' a fatica un foglio di carta. Un ugello troppo vicino porta ad uno schiacciamento eccessivo del filamento. Se ci troviamo in questo caso, il primo layer della stampa potrebbe risultare trasparente. Nel caso peggiore invece, il materiale potrebbe anche non fuoriuscire, così da far girare a vuoto la ruota dentata dell’estrusore. Al contrario, un ugello troppo lontano dalla superficie porta a problemi di adesione. Il primo layer in questo caso, avrà le linee di materiale separate tra loro. Regola n.3: perfetta adesione al pianto di stampa Il livellamento del piano da solo non basta per avere i nostri oggetti ben saldi, sono infatti necessari ulteriori accorgimenti. La soluzione più semplice sarebbe avere un piano riscaldato, ma questo da solo potrebbe non bastare. Inoltre, non tutte le stampanti ne sono provviste. Vediamo quindi quali trucchi possiamo utilizzare: lacca per capelli. Probabilmente uno dei metodi più diffusi tra i makers, per efficacia e semplicità di utilizzo. Un paio di secondi per applicarla e si rimuove facilmente con carta e detergente. La più utilizzata è la Splend’Or fissaggio forte;nastro adesivo di carta. Leggermente più macchinoso da applicare ma è anch’esso molto utilizzato. Si attacca al piano e crea una superficie ruvida perfetta per l’adesione;basi speciali. Sempre più utilizzate, queste basi sono appositamente studiate per l’adesione. Il loro punto di forza è la flessibilità, grazie a questo aspetto infatti sarà molto semplice rimuovere i pezzi una volta terminata la stampa;brim o raft. Sono impostazioni dello slicer che, nel caso del brim, aumenta la superficie del primo layer, mentre nel raft crea una superficie su cui poggiare la stampa. Oltre a questi metodi ne sono presenti molti altri, meno diffusi, come ad esempio la colla stick. C’è da dire inoltre con filamenti più ‘complicati’ come l’abs, tutto ciò non basta: un telaio a camera chiusa diventa quasi indispensabile. Velocità o qualità? I parametri di stampa corretti per ottenere risultati migliori. Regola n.4: assicurati di avere la meccanica a punto Di stampanti in commercio se ne contano a decine, con prezzi che variano dai 150€ ai 5-6000€ per quanto riguarda le FDM più diffuse. Il principale fattore che influenza questa oscillazione è la qualità costruttiva. Qualunque sia però la nostra stampante dovremmo comunque assicurarci che tutto funzioni correttamente. È chiaro che se ci troviamo tra le mani una stampante economica questa avrà maggiore bisogno di manutenzione. In generale dovremmo assicurarci che sia ben rigida e che non fletta in nessun punto. Capita spesso, infatti, che nelle macchine a basso costo ci siano movimenti e vibrazioni indesiderate. Uno dei problemi più frequenti in queste macchine sono le stampe che peggiorano con l’alzarsi dell’asse Z. Quando le masse si spostano dalla base e il peso dell’estrusore sale, si verificano le oscillazioni e i conseguenti difetti nella stampa. Al di là della struttura della macchina, possiamo facilmente manutenere i suoi meccanismi. Uno degli accorgimenti più importanti per arrivare alla stampa 3D perfetta è controllare la tensione delle cinghie. Queste dovrebbero essere tese, anche se dovremmo comunque, con la pressione delle dita, riuscire a far toccare i due lembi in prossimità del centro della stessa cinghia. Una corretta tensione ci permette di evitare problemi di layer shifting. Altra buona regola è quella di tenere lubrificati i cuscinetti e le barre lisce. Tutte le parti in movimento dovrebbero scorrere senza impedimenti e per evitare problemi è necessario lubrificarle periodicamente. Come ultimo consiglio, ma non per importanza, è bene che sia la scheda che l’estrusore siano sempre ben raffreddati. Sarà quindi necessario controllare che le ventole funzionino correttamente e che siano libere da polvere e altri ostacoli. Una ventilazione insufficiente può causare il surriscaldamento della scheda e il malfunzionamento dei motori. Un problema frequente in questi casi è il ‘tac tac’, rumore di saltellamento del motore dell’estrusore che restituisce una erogazione incostante. Questo problema può essere dovuto anche ad una velocità di stampa troppo elevata: se ti interessa, a questo link parliamo più nel dettaglio del parametro di velocità di stampa. Regola n.5: affinare le impostazioni dello slicer Una volta che siamo sicuri di avere un riscontro positivo dai precedenti punti, possiamo essere tranquilli e concentrarci sui parametri di stampa. La chiave, in questo caso, è affinare i parametri per far rendere al meglio la nostra stampante. Per fare ciò possiamo seguire due strade: provare per gradi a modificare ogni parametro che serve, oppure caricare nello slicer un profilo di stampa esistente e lavorare su quello. In molti dei più famosi slicer come Cura o Simlify3D è possibile utilizzare dei pacchetti di impostazioni creati da altri utenti che possiedono la nostra stessa stampante, reperibili su forum, o siti dedicati. In ogni caso, non esistono impostazioni che facciano magie per ottenere una stampa 3D perfetta. Tutto dipende da molti fattori come materiale, grandezza e complessità dell’oggetto che dovremo stampare. Ognuno è diverso e, senza dubbio, contano abilità ed esperienza maturate insieme alla propria macchina.
  7. La stampante 3D è uno strumento che permette di produrre oggetti partendo da un modello digitale tridimensionale. Nei metodi di stampa 3D più conosciuti la produzione dell’oggetto avviene per strati, posizionando uno strato di materiale sopra l’altro. Il termine “stampa 3D” è il più utilizzato negli ultimi cinque-dieci anni e indica in modo generico qualsiasi tecnologia di tipo additivo con lo scopo di produrre oggetti. La sua grande diffusione si deve alla popolarità che ha riscontrato nel mondo dei consumatori: la dicitura "stampa 3D" ricorda in modo diretto la stampa bidimensionale tradizionale, rendendo facilmente l’idea di come funzioni. A livello industriale e professionale, la medesima tecnologia è più comunemente chiamata “manifattura additiva” - dall’inglese “Additive Manufacturing” - enfatizzando maggiormente il ruolo manifatturiero di questa tecnica. Con Additive Manufacturing si indicano in particolare lavorazioni più costose, utilizzate soprattutto da professionisti e aziende, e che sfruttano materiali tecnici e più performanti sotto diversi aspetti (polimeri e resine, metalli, polveri). Indipendentemente dalla terminologia utilizzata, sia la stampa 3D che la manifattura additiva indicano un processo produttivo basato su una “tecnica additiva”, ossia che produce oggetti tramite l’aggiunta di materiale. Le tecnologie di stampa 3D differiscono tra di loro per meccanica e funzionamento stesso delle macchine, oltre che per il tipo di materiali supportati. In alcuni casi esistono più nomi per la stessa tecnica: questa varietà è dovuta soprattutto alla presenza di più produttori che, nel corso del tempo, hanno registrato brevetti per metodi di stampa 3D molto simili tra loro. Guida alle tecnologie di stampa 3D Per realizzare un oggetto tramite stampa 3D esiste più di una tecnica. La tecnologia più comune (grazie al suo basso costo) è sicuramente la stampa a deposizione di filamento (fused deposition modeling - FDM). Altre tecniche di stampa sono la SLS - selective laser sintering, il Digital Light Processing - DLP, oltre che altre metodologie usate per la realizzazione di oggetti in leghe metalliche e altri materiali. Ora analizzeremo caso per caso in modo dettagliato. - STAMPANTE 3D A FILAMENTO - FFF - Fused Filament Fabrication Comunemente chiamata con gli acronimi FFF o FDM - Fused Deposition Modeling - questa tecnologie di stampante 3D è la più comune ed economica. Un filamento polimerico viene riscaldato da una resistenza e spinto attraverso un ugello, il quale, spostandosi all’interno del volume di lavoro, va a depositare il materiale strato su strato. La temperatura di estrusione dipende dal polimero utilizzato nella fase di stampa. Il materiale usato più comunemente è il PLA (Acido Polilattico) e viene estruso ad una temperatura compresa tra i 180 e 210 °C. Altri materiali richiedono temperature di estrusione ben maggiori, a volte anche 300-400 °C come l’ULTEM (materiale altamente performante e resistente alle deformazioni), il PEEK (apprezzato per l’alta resistenza termica) o il PMMA (comunemente chiamato Plexiglass). La dimensione del foro dell’ugello di estrusione può variare a seconda delle necessità: si parte dai decimi di centimetro fino ad arrivare a diversi milimetri di diametro. Il diametro dell’ugello definisce due parametri molto importanti: la velocità di stampa (a parità di dimensioni dell’oggeto in stampa, un ugello più grande estrude più materiale, permettendo di finire la lavorazione più velocemente) e la precisione con cui viene depositato il materiale (un ugello più piccolo permette di ottenere forme più precise). - STAMPANTE 3D A RESINA - DLP - Digital Light Processing Se nel metodo SLA la luce utilizzata per fotopolimerizzare la resina proviene da un laser, il metodo DLP utilizza invece un fascio di luce proveniente da proiettori o schermi LCD. Il processo prevede anche in questo caso la fotopolimerizzazione di una resina fotosensibile, inizialmente allo stato liquido. Al centro della tecnologia DLP troviamo un dispositivo digitale a microspecchi, chiamato in gergo tecnico DMD - Digital Micromirror Device, e che corrisponde ad un meccanismo di modulazione di luce spaziale e che permette di coprire in modo dinamico un’ampia area di luce. La precisione di questo sistema di specchi permette di arrivare a qualità di stampa notevoli, pari circa a 30 micron. Mentre nella tecnologia SLA il laser si muove sulla parte superficiale della resina, arrivando a solidificare lo strato interessato punto per punto, la tecnologia DLP solidifica uno strato intero alla volta, proiettando un fascio di luce su tutta la superficie da lavorare. Il tempo impiegato per solidificare gli strati dipende dalla potenza della fonte luminosa originaria e dalla dispersione di luce, che è bene avvenga il meno possibile per garantire una buona riuscita di stampa. Le stampanti DLP possono utilizzare un’ampia gamma di materiali, anche morbidi e flessibili. SLA - Stereolitografia Brevettate nel 1986, le stampanti 3D a stereolitografia permettono di realizzare oggetti partendo da una vasca contenente resine epossidiche allo stato liquido. Il processo prevede la solidificazione di uno strato di resina sopra l’altro per mezzo di un raggio laser che viene riflesso da un lente e disegna gli strati dell’oggetto interessato. Le resine utilizzate con questa tecnologia sono dei fotopolimeri, ossia materiali polimerici che si solidificano se sottoposti ad un raggio di luce avente determinate caratteristiche. Tali resine fotosensibili presentano scarse qualità meccaniche e deterioramento precoce, soprattutto se esposte a raggi solari o all’umidità. Per sostenere le parti a sbalzo dell’oggetto di stampa è necessario utilizzare dei supporti, che possono essere disegnati appositamente o calcolati dal software CAM in modo automatico. Gli oggetti prodotti attraverso stereolitografia sono anche utilizzati per lo stampaggio a iniezione, per la termoformatura, per la soffiatura e per processi che prevedono colate di metallo, in quanto risultano sufficientemente resistenti alle sollecitazioni sul materiale. - STAMPANTE 3D A POLVERI - SLS - Selective Laser Sintering Per “sinterizzazione” s’intende una lavorazione che permette di ottenere elementi compatti partendo da materiali polverulenti. Questa tecnologia sfrutta una luce laser che va a colpire uno strato di polvere, solitamente polimerica, accolta all’interno di una vasca, e che sinterizza tra di loro le particelle interessate. Banalmente, la sinterizzazione può essere vista come la saldatura tra piccole particelle solide. La costruzione degli oggetti avviene sinterizzando uno strato di polvere sull’altro: alla fine sarà quindi necessario rimuovere l’oggetto dalla vasca in cui è stato prodotto e pulirlo dalle polveri circostanti, che non sono state colpite dal raggio laser.​ I materiali utilizzabili sono generalmente a base polimerica e possono contenere caricature di diverso tipo (nylon caricato alluminio, nylon caricato carbonio, poliammide). L’altezza degli strati di stampa può arrivare a grandezze nell’ordine dei 20 micron. Utilizzando una stampante 3D SLS non servono i supporti all’oggetto in stampa poiché, il materiale che non viene sinterizzato, fa da supporto agli strati successivi. Inoltre, il materiale che all’interno di una sessione di stampa non viene impiegato sarà riutilizzabile nuovamente. DMLS - Direct Metal Laser Sintering o DMP - Direct Metal Printing Lavorando sempre per sinterizzazione è possibile stampare polveri metalliche, ottenendo in questo modo oggetti in metallo. In questo caso è prevista la vera e propria fusione tra le particelle. Le leghe metalliche utilizzate sono diverse, si passa dall’acciaio all’oro 24 carati, fino all’argento, all’alluminio o al titanio. L’altezza degli strati può arrivare a 20 micron. Attraverso questa tecnologia è possibile ottenere pezzi finiti o solamente destinati a lavorazioni di rifinitura superficiale in quanto presentano capacità meccaniche similari a quelle ottenibili attraverso altre lavorazioni tradizionali dei metalli. - STAMPANTE 3D A LAMINATI - LOM - Laminated Object Manufacturing Molto apprezzata per i risultati estetici e il relativo basso costo dei materiali di consumo, la tecnica per laminazione produce oggetti incollando strato su strato il materiale impiegato, tra i quali il più utilizzato è la carta. Sui fogli di carta, che raggiungono spessori molto ridotti, viene stampata a inchiostro colorato una forma, che rappresenta un singolo strato dell’oggetto in lavorazione. Si otterrà quindi una risma di fogli con una sequenza ben definita, ognuno dei quali sarà tagliato secondo la forma che dovrà avere lo strato e incollati uno sopra l’altro. Avremo così un oggetto che potrà essere caratterizzato da infinite colorazioni, rinunciando però alle capacità meccaniche. Materiali utilizzati comunemente sono anche film plastici e lamiere metalliche. - STAMPANTE 3D A TESTINE - CJP - Color Jet Printing Spesso è chiamata anche InkJet, ma il funzionamento non cambia. Un collante liquido viene depositato su un letto di polvere di gesso, che era stato precedentemente depositato attraverso un rullo. Come per le precedenti tecniche, la polvere non raggiunta dal legante rimane nella camera facendo da supporto agli strati depositati successivamente. Ad ogni passaggio del rullo una testina Inkjet passa sopra lo strato di materiale appena depositato, estrudendo l’inchiostro attraverso un numero molto elevato di ugelli. La quantità di colori riproducibili supera il milione, proprio come per le stampanti Inkjet tradizionali. Si possono riprodurre anche sfumature e imprimere delle vere e proprie texture. Bisogna però fare attenzione poiché la tecnica Inkjet è caratterizzata dalla scarsa resistenza meccanica e dall’aspetto poroso delle superfici dell’oggetto stampato. Utilizzando cere e polimeri tuttavia è possibile migliorare le resistenze meccaniche dei pezzi prodotti, consapevoli del fatto che si perderà la consistenza porosa che caratterizza questo metodo di stampa 3D. Continua a leggere le nostre guide: GUIDA ALLE STAMPANTI 3D Se hai ancora dubbi, chiedi aiuto sul nostro forum! VAI ALLA GUIDA AI MATERIALI PER LA STAMPA 3D TORNA ALL'INDICE
  8. Sappiamo bene che la modellazione finalizzata alla stampa 3D può non essere così semplice, questo perché non c’è un unico approccio con cui iniziare a modellare. I materiali per la stampa sono molti ed in continua espansione, le stampanti 3D sono più o meno differenti tra loro ma soprattutto cambiano le tecnologie di stampa e i materiali. Ed è proprio da questo ultimo aspetto che cominciamo ad illustrarvi i 5 errori più comuni nella stampa 3D, da evitare assolutamente quando modelliamo. 1. Ignorare le linee guida dei materiali - Errori più comuni nella stampa 3D Ogni materiale è caratterizzato da diverse proprietà: esistono materiali più o meno resistenti, pesanti o leggeri, lisci o ruvidi, flessibili o rigidi e così via. Ognuno di conseguenza è più o meno adatto a particolari design come potrebbero essere parti sottili, ponti o concavità. Per non avere problemi con la stampa del nostro modello è bene leggere le caratteristiche di ogni materiale e vedere che cosa esso ci permette di fare. E per approfondire vi rimandiamo alla sezione materiali di Stampa 3D Forum. 2. Ignorare la tecnologia di stampa - Errori più comuni nella stampa 3D La tecnologia di stampa è forse l’aspetto che limita maggiormente le possibilità nei modelli e l’esempio migliore lo abbiamo con le parti a sbalzo. Per esempio, stampando con tecnologia FDM (a filamento) saremo molto limitati nella realizzazione di elementi aggettanti, a meno di non usare dei supporti che, però, si tirano dietro la necessità di un secondo estrusore; il discorso cambia totalmente se il destinatario del nostro file è una più complessa SLS (a polveri); in questo caso ogni parte stampata è supportata dallo strato inferiore di polvere non sinterizzata. Capiamo quindi che conoscere per bene la tipologia di stampante con cui si realizzerà il modello è un fattore da non sottovalutare, soprattutto se non vogliamo ritrovarci una colata di materiale sul piatto di stampa. Per questo fa proprio al caso vostro la guida sul funzionamento delle stampanti 3D. 3. Lo spessore delle superfici verticali - Errori più comuni nella stampa 3D Uno degli errori più comuni nella stampa 3D è la non curanza degli spessori minimi delle superfici verticali o "muri". I problemi insorgono quando questi sono troppo sottili. Le conseguenze dovute a questo errore di progettazione sono principalmente due: nel caso peggiore il nostro modello sarà praticamente impossibile da stampare, le superfici verticali risulteranno molto irregolari, a volte tanto da cedere su se stesse. Supponendo invece di riuscire a stampare un modello con superfici sottili, esso risulterà molto fragile e delicato, quindi soggetto a rotture. In questo, ancora una volta, è bene consultare le caratteristiche del materiale per conoscerne i limiti. 4. Ignorare la risoluzione del file - Errori più comuni nella stampa 3D Il formato più comune per i modelli per la stampa 3D è sicuramente l’STL, acronimo di Standard Triangle Language. Ciò significa che il nostro file viene rappresentato attraverso delle mesh (superfici) triangolari. Maggiori saranno i triangoli del modello, migliore sarà l’approssimazione, e di conseguenza la qualità, con cui esso viene riprodotto. Questo, nel campo della modellazione, equivale a parlare di ‘risoluzione’. La maggior parte dei software di modellazione permettono, durante l’esportazione in STL, di decidere il livello di risoluzione che, come possiamo vedere dall’immagine qua sotto, influenza il risultato delle nostre stampe. Quando esportiamo il nostro file quindi, consigliamo generalmente di scegliere una tolleranza di 0.01 millimetri. Utilizzare una tolleranza più piccola, quindi una più alta definizione, non avrebbe senso perché le stampanti 3D non sono in grado di produrre oggetti con questo livello di dettaglio. E' proprio questo uno degli errori più comuni nella stampa 3D. Inoltre ci troveremo a dover gestire file di grandi dimensioni. Al contrario, esportare modelli con una risoluzione più bassa potrebbe rendere visibili i triangoli della mesh sulla stampa finale, ed ovviamente noi non vogliamo avere questo tipo di problemi. 5. Ignorare le linee guida dei software - Errori più comuni nella stampa 3D Per la modellazione 3D si usano molti software differenti tra loro. Alcuni fatti appositamente per la creazione di stampe 3D, altri che invece hanno bisogno di un editing addizionale per poter arrivare al modello stampabile. Per esempio, l’applicazione dello spessore delle superfici è automatico in alcuni programmi, mentre è settabile manualmente in altri. Se si usa un programma molto semplice sviluppato per la stampa 3D come Tinkercad, si potrebbe incontrare difficolta nel creare parti cave. In questo caso può essere d’aiuto il software gratuito Meshmixer, il quale risulta essere molto d'aiuto per quanto riguarda i supporti. Se si usa un software come Blender (usato per grafica 3D e animazioni), SketchUp (popolare tra architetti e modellatori in scala), o ZBrush (programma di scultura 3D per artisti), è necessaria una ulteriore elaborazione per il file. A seconda del software che si usa, le curve potrebbero dover essere unite insieme, i modelli potrebbero dover essere totalmente chiusi oppure la dimensione della stampa potrebbe dover essere impostata. In sostanza, ogni software è differente. Quindi cosa dovremmo fare per far dialogare i nostri software con la stampante 3D? Non resta che fare pratica con questi programmi magari aiutandosi con la nostra guida sui software per la stampa 3D. Abbiamo capito quindi che gli aspetti di cui tener conto quando si modella in 3D per poi stampare sono molti e da non sottovalutare. Se si vuole ottenere un buon risultato, oltre alla conoscenza di un software di modellazione, è molto utile soprattutto l’esperienza diretta. Vedere con i propri occhi il funzionamento di una stampante 3D è sicuramente il modo più efficace per capirne il comportamento e i limiti, di conseguenza potremmo creare modelli che al meglio si adattano ad essere stampati in 3D. Questi secondo noi sono i 5 errori più comuni per chi è al primo approccio con la stampa 3D. Quali di questi è capitato di fare a voi?
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  10. In una delle nostre guide più lette - 5 accorgimenti per una stampa 3D perfetta - abbiamo visto come ottenere la massima qualità dalle nostre stampe 3D seguendo dei consigli base. Abbiamo cercato la messa a punto ottimale dando soluzioni per risolvere i problemi più frequenti in tutto il processo di stampa, a partire dalla scelta del filamento. In questa guida, invece, ti aiuteremo ad analizzare un problema più tecnico, ma non per questo difficile da risolvere. Vediamo come calibrare in modo preciso il flusso di stampa del tuo blocco estrusore. Calibrare il flusso di stampa: procedimento per ottenere una calibrazione perfetta Come probabilmente saprai, blocco estrusore è dotato di una ruota dentata agganciata a un motore stepper. Questa ruota, girando, tira il filamento spingendolo verso l'ugello. In questo processo di movimentazione meccanica, il problema potrebbe sorgere nel momento in cui l’estrusore non riesce a spingere la giusta quantità di materiale necessaria da estrudere. Il risultato? Una stampa deformata, con fessurazioni, zigrinata o in difetto di materiale. Per verificare se la tua stampante ha problemi di flusso di stampa, possiamo fare una semplice prova di misurazione e correggere un semplice parametro nel firmware. Step 1 - Controllare il valore E-step impostato nel firmware Prima di procedere con le operazioni manuali, è necessario entrare nel firmware della stampante 3D e verificare su che valore è impostata la quantità di estrusione della nostra stampante. Ciò che devi trovare è il valore di E-step alla stringa M92. Da qui devi leggere il valore che segue la ‘E’, nel nostro caso pari a 96.6. Per fare ciò abbiamo due possibilità: connettere la stampante al pc e verificare il valore da Repetier Host; verificare il valore dallo schermo LCD della stampante 3D, se il firmware lo permette. Non conosci Repetier Host? Clicca qui per leggere la nostra guida Step 2 - Fare un prova di estrusione Ora dovrai, in breve, fornire alla stampante il comando per estrudere una certa quantità di materiale e controllare se ciò si verifica correttamente. Per prepararti alla procedura, dovrai segnare sul filamento il punto corrispondente a 100 millimetri di distanza dall’imbocco dell’estrusore, come in figura. Invia quindi alla macchina un gcode per farle estrudere 100 millimetri di filamento, ricordandoti prima di riscaldare l’ugello. Puoi avviare questa operazione in due modi: inviando il comando ‘G1 E100 F200’ da Repetier Host; caricando un gcode apposito su scheda SD ed avviandolo dalla stampante 3D come una qualsiasi stampa (se scegli quest’ultima opzione, puoi scaricare il gcode dal nostro forum a questo link). Step 3 - Verificare la quantità di estrusione A questo punto puoi misurare la lunghezza del filamento non estruso, ovvero la distanza tra il segno fatto a penna e l’imbocco dell’estrusore, così da ottenere per differenza la lunghezza di filamento effettivamente estrusa. Nel nostro caso l’estrusione era minore dei 100 millimetri effettivi, quindi la misurazione del filamento rimanente risultava facilitata. Per misurare il filamento nel caso in cui l’estrusione risulti maggiore, basta fare precedentemente un altro segno ad una data distanza oltre quello dei 100 millimetri, ottenendo il valore cercato per differenza. Step 4 - Calcolare il valore E-step corretto Nel nostro esempio otteniamo un valore di 91.88 millimetri estrusi (ottenuti con 100 mm – 8.12 mm). Procediamo quindi applicando la formula per ottenere il valore corretto di E-step da sostituire nel firmware. Step 5 - Correggere il valore E-step nel firmware Per concludere, ora puoi sostituire il valore di E-step nel firmware. Anche in questo caso puoi agire in due modi. Nell’LCD, se il firmware della stampante te lo consente, ti basterà cambiare il valore E0 steps/mm e poi selezionare l’opzione ‘salva in EEPROM’ per rendere definitive le modifiche. Altrimenti, da Repetier Host, dovrai inviare il comando M92 seguito dal valore E-steps (es: ‘M92 E105.13’), seguito dal comando ‘M500’ per salvare la modifica. Complimenti, hai appena finito la calibrazione del flusso di stampa per la tua stampante 3D! Per verificare se l'intera procedura è andata a buon fine, puoi ripetere gli Step 1, 2 e 3, estrudendo nuovamente 100 millimetri di filamento e controllando che ne siano estrusi effettivamente altrettanti. Se ti restano domande che vorresti porci o stai riscontrando altri problemi, clicca qui per iscriverti al nostro forum: la community sarà felice di aiutarti! Se ti è piaciuta questa guida, seguici su Facebook e Twitter per non perdere gli ultimi aggiornamenti. Di seguito ti lasciamo una serie di guide che potrebbero interessarti: Guida per il neofita: guida introduttiva alla stampa 3D PLA vs ABS: qual è il migliore? Velocità o qualità? I parametri di stampa corretti per ottenere risultati migliori.
  11. Proseguono le nostre prove di filamenti per la stampa 3D, sempre alla ricerca dei migliori produttori. Le bobine devono essere garanzia della migliore qualità perché sono in primo luogo responsabili della resa dei nostri prodotti stampati. Essere sicuri di avere tra le mani un buon filamento ci da la certezza che, quando invieremo il gcode alla macchina, tutto andrà per il verso giusto. Oggi, quindi, è il turno di Arianeplast, produttore francese ancora poco conosciuto nella nostra penisola. Facendo un giro sul sito web dell'azienda possiamo subito notare la vasta offerta di materiali, che varia dai soliti PLA e ABS ai filamenti speciali come legno (uno dei pochi produttori ad offrire una scelta di più essenze) e solubili. RECENSIONE PLA ARIANEPLAST – UNBOXING Da Arianeplast ci arriva la sua gamma di PLA ‘metallizzati’. Sette bobine di colore: alluminio, rosso, viola, ocra, blu e nero. Arrivano con una confezione essenziale dove sono indicati i parametri di stampa. Non tutte le bobine sono sotto vuoto ma tutte sono provviste di sacchetti di argilla disidratante per evitare il fastidioso problema dell’accumulo di umidità dei filamenti. A primo impatto hanno una buona resa cromatica, sicuramente molto particolari. Li abbiamo messi alla prova con una Prusa i3 senza piatto riscaldato. Abbiamo utilizzato l’ugello stock da 0.4 mm. Lacca Splend’Or per l’adesione al piano. RECENSIONE PLA ARIANEPLAST – TEST DI STAMPA 1: VITE E BULLONE Settiamo la temperatura a 210°, valore intermedio tra quelli indicati in confezione, e al primo tentativo otteniamo ottimi risultati. Da Cura 3.4.0 impostiamo una altezza di layer di 0.12 mm, nessun raft per l’adesione, solo due giri di skirt per avere l’estrusione pronta e pulita già dall’inizio del pezzo. Sia la vite che il bullone sono stati stampati ad una velocità di 35 mm/s. Già al primo pezzo si nota una qualità ottima e una buonissima resa soprattutto nelle superfici piane. I top layer si distinguono molto a fatica dalle parti che aderiscono direttamente al piano, estremamente uniformi. In altezza zero problemi di wobble, anche in questo caso abbiamo superfici molto lisce e si fa fatica a vedere i layer. Per quanto riguarda i colori, tutti assomigliano più ad un glitterato che ad un metallizzato, ma il colore si distingue bene da un normale PLA opaco. RECENSIONE PLA ARIANEPLAST – TEST DI STAMPA 2: PARTENONE In questo caso, stesse impostazioni delle stampe precedenti. Particolare attenzione alla retraction. Il pezzo è scelto infatti per mettere alla prova il comportamento del filamento di fronte alle numerose colonnine, quindi alla possibile formazione di fastidiose imperfezioni dovute ad una estrusione non continuativa. I nostri parametri di ritrazione sono: distanza 6.5 mm, velocità 35 mm/s. Risultati molto buoni, con sbavature quasi assenti e facilmente ripulibili. La resa si conferma ottima in tutte le direzioni e la stampa non ha prodotto le classiche sbavature a cui questo tipo di pezzi sono talvolta soggetti. Il colore, più che all’ocra semplice, tende al marrone. Corrisponde circa ad un RAL 8001. RECENSIONE PLA ARIANEPLAST – TEST DI STAMPA 3: VASO E FIBBIA Terzo test con un focus sulla finitura. Abbiamo messo a confronto due oggetti con altezza di layer differenti: un vaso con altezza layer 0.06 mm e una fibbia a risoluzione 0.2 mm. Il vaso è stato stampato con la modalità ‘contorno spiraliforme’ (o modalità ‘vaso’) e una velocità di 50 mm/s, la fibbia a 40 mm/s. Si nota fin da subito la completa assenza dei layer del pezzo di sinistra. Una incredibile finitura che non tradisce neanche al tatto. Precisione estrema che ci ha assolutamente stupito. La differenza tra le due stampe è molto visibile. Anche nella fibbia la resa è molto buona ma la maggiore altezza dei layer porta per forza di cose ad una finitura più ruvida e stratificata. Molto simile all’alluminio il colore. I glitter inseriti all’interno del filamento producono punti luce interessanti e risaltano le sfaccettature del vaso. Nella fibbia, i layer più visibili somigliano vagamente ad un alluminio spazzolato. RECENSIONE PLA ARIANEPLAST – CONCLUSIONI Per concludere, facciamo anche un bilancio sul prezzo: il listino prezzi è allineato a quello di molte altre marche di filamenti (tra i 25 e i 30 €/Kg). Al momento in cui scriviamo tutti i prodotti sono scontati per un tempo limitato. Nel complesso, i filamenti Arianeplast si sono dimostrati un prodotto assolutamente valido, che ci ha stupito in modo positivo sia per la resa che per la semplicità di impiego, con una stampa perfetta già al primo tentativo. Vi siete incuriositi? Tutta la gamma filamenti Arianeplast è acquistabile sul sito internet arianeplast.com. Hai ancora delle domande? Non lasciarle in sospeso, iscriviti sul nostro forum!
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  13. In questo articolo vi presentiamo 7 alternative DIY low-cost rispetto ai laser scanner presenti in commercio. Al giorno d'oggi i programmi di modellazione 3D stanno diventando sempre più user-friendly ed intuitivi, anche un utente alle prime armi non avrà difficoltà a modellare degli oggetti relativamente semplici e di uso quotidiano. Le cose, tuttavia, potrebbero complicarsi nel caso in cui si voglia modellare un oggetto molto complesso, come per esempio un volto umano oppure una macchina da corsa. Anche un utente mediamente esperto potrebbe avere qualche difficoltà per non parlare della grande quantità di tempo che si impiegherebbe per produrre il modello 3D. In questi casi, quando il gioco si fa duro, i duri fanno ricorso sempre più spesso al reverse-engineering ovvero al processo tramite il quale, a partire da un oggetto reale, si ricava un modello digitale dello stesso che, in fasi successive, potrebbe essere modificato oppure direttamente stampato in 3D. Mediante laser scanner si possono acquisire modelli 3D abbastanza accurati di oggetti complessi ed oltretutto in tempi molto brevi. Peccato però che la stragrande maggioranza dei dispositivi presenti sul mercato abbia un costo piuttosto elevato (mediamente 300 - 400 euro, mi riferisco ai dispositivi desktop e non a quelli professionali il cui costo può arrivare tranquillamente anche ad alcune decine di migliaia di euro) e non accessibile ad una fetta sostanziale di utenti. Sensori Kinect ed Asus Xition Il famoso sensore della Xbox può essere usato come uno scanner 3D abbinandolo a programmi per poter effettuare l'acquisizione vera e propria del modello (per esempio KScan3D, Skanect 3D, ReconstructMe, Scenect, ecc). Il Kinect è facilmente reperibile sul mercato, ad un prezzo compreso tra 50 e 100 euro ed è facile da adoperare grazie anche alle numerosissime istruzioni d'uso e tutorial presenti su internet. Le scansioni effettuate con il Kinect sono di discreta qualità. In alternativa è possibile adoperare anche il sensore Asus Xition, reperibile ad un costo leggermente superiore rispetto al Kinect ma analogo a quest'ultimo in termini di prestazioni. Prossimamente scriveremo una guida d'uso del Kinect come scanner 3D. Spinscan Si tratta di un progetto totalmente opensurce sviluppato nel 2011 da Tony Buser e si basa semplicemente su un laser (per intenderci, il puntatore laser deve poter generare una linea e non un punto) ed una webcam. Su Thingiverse sono presenti tutte le istruzioni per realizzare le parti hardware ed un link ad un software di acquisizione. Spinscan ha ispirato numerosi altri progetti di scanner opensurce e non, Makerbot, infatti, si è basata anche su alcune intuizioni di Buser per lo sviluppo del proprio scanner Digitizer 3D. Fabscan Fabscan è uno scanner 3D opensurce ideato da uno studente dell'università di Aquisgrana, Francis Engelmann, che lo ha presentato come progetto per la propria tesi di laurea. Attualmente il progetto è implementato da René Bohne e Mario Lukas. Fabscan, a livello di principio di funzionamento, è simile a Spinscan, la differenza maggiore è rappresentata dalla presenza della struttura scatolare esterna che evita possibili interferenze di luce dovute all'ambiente esterno e migliora il risultato globale della scansione. Le istruzioni di assemblaggio e scansione sono reperibili qui. Atlas 3D Scanner Questo scanner opensurce ed openhardware è stato presentato su Kickstarter da Uriah Liggett, fondatore della Murobo LLC. La campagna di crowdfunding si è conclusa con successo il 7 Febbraio 2015 ed a breve lo scanner verrà commercializzato sotto forma di kit. Analogamente ai casi precedentemente visti, la scansione dell'oggetto, posizionato su una base rotante, avviene tramite un laser ed una webcam. A livello di elettronica, il kit Atlas sostituisce la scheda Arduino con una Raspberry Pi mentre la parte strutturale è costituita da elementi assemblabili stampati in 3D. per ulteriori informazioni vi rimandiamo al sito. Makerscanner Questo scanner opensurce è del tutto analogo agli altri dispositivi visti in precedenza, è composto infatti da parti strutturali stampabili in 3D e scaricabili in formato .STL qui, una webcam ed un laser che, in questo caso, deve essere in grado di ruotare per colpire compiutamente l'oggetto da scansionare. Prima di effettuare la scansione vera e propia, si devono fare alcune prove per calibrare il dispositivo, inoltre l'oggetto reale dovrebbe essere posizionato davanti ad un muro bianco e lontano da possibili disturbi ed interferenze di luce. Virtucube Questo scanner opensurce si differenzia dagli altri fin qui citati poiché, invece di adoperare un laser, sfrutta il fascio di luce generato da un proiettore. Per il resto, gli altri elementi sono delle parti strutturali stampabili in 3D, una webcam e una scheda Arduino. L'intero sistema può essere posizionato in un banale scatolone di cartone per evitare, come accennato già per lo scanner Fabscan, interferenze dovute alla luce ambientale. L'intero progetto è ripubblicato su Thingiverse in cui oltre alle parti strutturali in formato .STL, potrete trovare anche un video tutorial ed altri link utili per l'assemblaggio. Ciclop 3D scanner Lo scanner Ciclop 3D è stato presentato al CES da una azienda spagnola, la BQ ed al momento non è ancora disponibile sul mercato. Lo scanner in questione adopera due laser, una webcam usb ed una scheda ZUM BT-328 basata su Arduino. Il software per acquisire i modelli 3D, chiamato Horus, è stato creato anch'esso dalla BQ. La possibile data di commercializzazione è stimata entro la fine dell'anno in corso. Ognuno degli scanner precedentemente citati fornisce una nuvola di punti in grado di restituire una mesh abbastanza fedele all'oggetto reale scansionato. Naturalmente bisogna considerare che, dopo l'acquisizione, i dati output dovrebbero essere "puliti" e rimaneggiati mediante appositi programmi quali, ad esempio, Meshlab, ReMESH, MeshFix ecc. Avete già usato qualcuno di questi scanner? che ne pensate? scrivete sul forum se avete domande o per darci i vostri feedback a riguardo.
  14. Da circa quattro settimane Microsoft ha reso disponibile Windows 10 come aggiornamento gratuito ai possessori di Windows 7 e 8.1. Interfaccia rinnovata, miglioramento delle prestazioni generali, e non solo. Aprendo la lista delle applicazioni installate vi sarete forse accorti che proprio al primo posto figura “3D Builder”, un software semplice e intuitivo che è messo lì non a caso. Microsoft evidentemente sa bene quanto la stampa 3D sia destinata ad aggredire il mercato e ad entrare nella quotidianità di tutti gli utenti; l’innovazione portata da questa tecnologia è innegabile, tanto che tutti, dalle piccole startup ai grandi colossi dell’informatica, si stanno lanciando nel mondo del 3D printing. 3D Builder, come suggerito dal nome stesso, è principalmente un software di modellazione 3D. Esso fa della semplicità il suo punto di forza, ma non per questo è un programma mediocre. Potremmo dire “Poche ma buone” per quanto riguarda le sue funzionalità, ha infatti tutto ciò che ci si può aspettare da un programma di modellazione base, con qualche chicca in più. http://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2015/08/3D-Builder-modellatore-3D-Windows-10-02.pnghttp://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2015/08/3D-Builder-modellatore-3D-Windows-10-04.png L’interfaccia è molto pulita, in stile Modern UI. All’inizio possiamo decidere di lavorare su un modello già presente nella libreria oppure di caricare un modello nostro. I formati supportati sono 3MF, STL, OBJ, PLY e VRML. Una volta scelto il file verremo indirizzati nella schermata di modifica del modello, con due pannelli circolari principali. http://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2015/08/pannelli.png Il pannello di sinistra riguarda solamente la selezione, con la possibilità di selezionare o deselezionare tutti gli oggetti della scena. Il pannello di destra è quello principale, con i tre pulsanti superiori dedicati allo spostamento, alla rotazione e al ridimensionamento del modello con la misura in altezza indicata proprio al centro. I pulsanti inferiori sono invece quelli che riguardano la gestione del file e dell’editing vero e proprio, vanno quindi analizzati con più attenzione. File: Nuova scena, elimina tutti i modelli presenti in scena Aggiungi un pezzo, carica un ulteriore modello 3D Salva (formati 3MF, PLY e STL) Informazioni sul modello, fornisce informazioni generali e di licenza Segnala un problema, invia una segnalazione di errore a Microsoft Impostazioni, cambia stili di visualizzazione e unità di misura Modalità oggetto: Duplica, crea una copia del modello in scena Elimina Posiziona, permette di spostare il modello all’interno della scena Gruppo, unisce due solidi Separa, divide due solidi precedentemente uniti con comando ‘Gruppo’ Centra visualizzazione Modifica: Rilievo, aggiunge una scritta o un simbolo al modello Dividi, trancia il modello con un piano Semplifica, riduce la complessità della mesh del modello Smussa, rimuove le asperità del modello Unisci, crea un unico solido con gli elementi selezionati Intersezione, crea un solido formato dalle parti intersecate di due solidi Sottrazione, rimuove ad un solido la parte che si interseziona con un altro solido. Modellazione, ma non solo. Microsoft infatti ha reso compatibile 3D Builder con il suo sensore Kinect per permetterci di eseguire scansioni 3D. Collegando il Kinect al pc, esso verrà automaticamente riconosciuto dal software e potremo iniziare la scansione in modo semplice e rapido, per farlo possiamo sia muovere il Kinect attorno al soggetto, sia ruotare il soggetto con il Kinect fisso. In tempo reale avremo il modello 3D a colori in 3D Builder, pronto per essere editato o direttamente stampato in 3D. http://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2015/08/scanning.jpg Per quanto riguarda la stampa, abbiamo due possibilità. Se possediamo una stampante 3D ci basta collegarla al pc e stampare semplicemente, altrimenti ci viene offerta la possibilità di stampare da remoto tramite un service di stampa 3D. In poche parole, il modello viene inviato allo store di 3D Systems più vicino a noi, viene stampato e spedito a casa nostra in circa 10 giorni lavorativi. Per il materiale di stampa, il pagamento e la spedizione, verrete reindirizzati al sito Cubify di 3D Systems. Il fatto negativo che bisogna sottolineare in 3D Builder è la mancanza di un vero e proprio slicer. Anche se il software è indirizzato all’utente consumer, qualche impostazione in più non avrebbe di certo guastato. Cliccando in ‘Stampa’ le uniche modifiche che possiamo fare riguardano l’aggiunta automatica della base e dei supporti, nulla più. Nel caso si volessero più impostazioni di stampa, si consiglia di salvare il modello 3D e di importarlo in un software slicer come ‘Cura’ o Slic3r’. Nota positiva è invece il comando ‘Rilievo’, con cui oltre ad aggiungere scritte si possono aggiungere forme 3D che il programma crea sulla base di file immagine (.jpg, .bmp, .png). http://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2015/08/smile.jpg Se per gli utenti di Windows 10, 3D Builder è preinstallato, per gli utenti Windows 8 e 8.1 è scaricabile gratuitamente tramite lo Store di Microsoft a questo link.
  15. Dopo aver creato lo stampo in gomma (link all'articolo precedente) vediamo ora come utilizzare le resine da riproduzione per realizzare le copie del nostro oggetto. Le resine usate per le riproduzioni (dette anche "resine da colata") si dividono principalmente in due famiglie: le resine poliuretaniche e le resine epossidiche. Resine poliuretaniche opache Le resine poliuretaniche opache sono prodotti bi-componenti formati da una resina ed un catalizzatore. Sono molto utilizzate per la riproduzione degli oggetti da stampi in gomma perché sono relativamente economiche e semplici da utilizzare. Le resine più comuni, quelle reperibili nei negozi di articoli di belle arti o di modellismo, si presentano come due liquidi (componente A e B) di solito uno di colore bianco e l'altro bruno/trasparente che una volta uniti catalizzano a temperatura ambiente. http://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2015/05/resine-stampa-3D-02.jpg Questo tipo di resine da colata sono prodotti che vanno mixati in rapporto 1:1 in peso o in volume e il fatto di poterli misurare per volume rende molto semplice il processo, in quanto basta prendere due contenitori qualunque (due bicchierini di plastica) e versare la stessa quantità di ogni componente. http://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2015/05/resine-stampa-3D-03.jpg Una volta uniti, i due componenti vanno mescolati accuratamente, per almeno 30 secondi, raschiando più volte i bordi e il fondo del contenitore. http://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2015/05/resine-stampa-3D-04.jpg I componenti vanno mischiati usando un bastoncino o uno stecco piatto, asciutti e puliti, facendo attenzione a non incorporare troppa aria, per evitare che sulla superficie del pezzo replicato compaiano delle bolle. http://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2015/05/resine-stampa-3D-05.jpg Dopo averla miscelata la resina va versata lentamente nello stampo, se serve ruotandolo per far scendere la resina anche nei recessi. http://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2015/05/resine-stampa-3D-06.jpg Volendo si può anche schiacciare o scuotere leggermente lo stampo, sempre per favorire la distribuzione della resina e la fuoriuscita di eventuali bolle d'aria. http://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2015/05/resine-stampa-3D-07.jpg Tutte le operazioni vanno svolte con calma ma senza indugiare, perché queste resine hanno un "pot life", il tempo entro il quale possono essere versate nello stampo, di pochi minuti. http://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2015/05/resine-stampa-3D-08.jpg Il "demold time" invece, ovvero il tempo dopo il quale si può estrarre il pezzo dallo stampo, è di circa 30 minuti. http://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2015/05/resine-stampa-3D-09.jpg Resine poliuretaniche trasparenti Le resine poliuretaniche esistono anche in versione trasparente. In questo caso ci sono diverse formulazioni, che funzionano al meglio in base al tipo di lavorazione. Ci sono versioni ottimizzate per pezzi con spessori molto sottili e per pezzi con volumi elevati, quindi è importante scegliere il prodotto giusto per la corretta applicazione. http://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2015/05/resine-stampa-3D-10.jpg Anche le resine trasparenti sono formate da due componenti, ma a differenza di quelle opache di solito non si possono mixare in rapporto 1:1, visto che le quantità variano da prodotto a prodotto e di solito è necessario pesare entrambi i componenti con una bilancia di precisione. Per il resto il procedimento è identico. A differenza di quelle opache, in cui le eventuali bolle d'aria interne rimangono invisibili, in quelle trasparenti tutta l'aria inglobata durante la miscelazione apparirà in trasparenza, quindi a meno di poter utilizzare un sistema di degasaggio sotto vuoto, la copia ottenuta conterrà sempre qualche micro bolla al suo interno. http://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2015/05/resine-stampa-3D-11.jpghttp://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2015/05/resine-stampa-3D-12.jpg Gomme poliuretaniche Le "gomme" poliuretaniche sono delle resine che una volta catalizzate hanno durezza e consistenza simili a quelle della gomma. Per queste gomme la durezza va da molto dura (tipo un pneumatico o la suola di una scarpa) fino a molto morbide (una gomma da cancellare o più morbide ancora). http://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2015/05/resine-stampa-3D-13.jpg La procedura di preparazione è sempre la stessa e anche in questo caso i due componenti invece di essere mixabili in volume potrebbero dover essere pesati. A differenza delle resine rigide, le gomme hanno di solito pot life e demold time molto più lunghi, che possono arrivare fino a 24h per ottenere un pezzo finito e manipolabile. http://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2015/05/resine-stampa-3D-14.jpg Durezza e tempi di lavorazione dipendono dal prodotto scelto, diventa quindi importante leggere attentamente le istruzioni fornite dal produttore. http://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2015/05/resine-stampa-3D-15.jpg Resine epossidiche Le resine epossidiche o epoxy sono prodotti generalmente più costosi delle resine poliuretaniche, ma con caratteristiche meccaniche solitamente migliori. Le resine epossidiche sono la base dei manufatti generalmente detti "compositi" come quelli realizzati con fibre di vetro o di carbonio, ma possono essere usate anche come resine da colata negli stampi in silicone. http://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2015/05/resine-stampa-3D-16.jpg Le resine epossidiche sono sempre bicomponenti, formate da due componenti trasparenti e non sono quasi mai miscelabili in rapporto 1:1, ma con rapporti in peso o volume estremamente variabili in base al prodotto scelto. Le resine epossidiche sono molto sensibili ai parametri di temperatura e potrebbero faticare a catalizzare o non catalizzare affatto con temperature basse, il che ne rende particolarmente problematico l'utilizzo in inverno. Per quanto riguarda la preparazione, le resine epossidiche sono simili a quelle poliuretaniche, una volta misurate le corrette quantità i due componenti vanno uniti e mescolati accuratamente. In genere i composti epossidici sono meno tolleranti in caso di errori di misura, quindi bisogna mettere la massima attenzione nel calcolo dei quantitativi. Il pot life e il demold time sono generalmente medio-lunghi, dalle 2 alle 24 ore e possono essere accorciati aumentando la temperatura del composto. In ogni caso è fondamentale leggere accuratamente le istruzioni del produttore che riguardano i rapporti di miscelazione, i tempi di catalisi e le temperature di lavorazione. Come le resine poliuretaniche anche le epossidiche possono essere colorate o caricate con prodotti che ne modificano le caratteristiche fisiche e meccaniche. In questo esempio vediamo una provetta realizzata in resina epossidica trasparente, in cui il processo di degasaggio sotto vuoto ha permesso di rimuovere l'aria in eccesso ed evitare la presenza di bolle. http://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2015/05/resine-stampa-3D-17.jpg Gli additivi Oltre ad essere usate pure, alle resine da colata possono essere aggiunti tutta una serie di prodotti per modificarne le caratteristiche fisiche o estetiche, come pigmenti, polveri metalliche, fibre strutturali, cariche cave, etc. I pigmenti I pigmenti sono i prodotti utilizzati per modificare il colore delle resine. Esistono moltissimi prodotti utilizzabili, sia specifici che generici. Tra i prodotti più utilizzati ci sono i pigmenti liquidi (tipo il SoStrong di Smooth On), molto semplici da utilizzare e le aniline ai grassi. Entrambi i prodotti non sono particolarmente economici, ma in genere ne vengono usate quantità minime. http://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2015/05/resine-stampa-3D-18.jpghttp://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2015/05/resine-stampa-3D-19.jpghttp://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2015/05/resine-stampa-3D-20.jpghttp://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2015/05/resine-stampa-3D-21.jpg In alternativa è possibile utilizzare i classici pigmenti in polvere da colorificio, molto più economici, anche se non essendo pensati per essere solubili nelle resine, l'effetto in genere è meno intenso e si possono presentare punti in cui la colorazione si presenta poco omogenea (potrebbe essere comunque un effetto interessante). http://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2015/05/resine-stampa-3D-22.jpg Le polveri metalliche Un altro additivo molto utilizzato, soprattutto con le resine poliuretaniche opache, sono le polveri metalliche, usate per simulare manufatti in metallo. La tecnica, chiamata "cold casting" permette, variando il tipo di polvere, di rappresentare oggetti in rame, alluminio, bronzo, oro e argento. http://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2015/05/resine-stampa-3D-23.jpg Nel caso di polveri di metalli preziosi o comunque particolarmente costosi, in genere si procede con una prima applicazione di resina caricata con la polvere di metallo, facendola scorrere in modo da ricoprire con uno strato sottile l'interno dello stampo. Una volta catalizzato questa sorta di "guscio" si riempie il resto con della resina non caricata. Oltre alle polveri metalliche possono essere usate anche polveri minerali e di marmo, per replicare effetti pietra e marmorizzati. http://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2015/05/resine-stampa-3D-24.jpg Additivi tecnici Oltre ai pigmenti, che modificano l'aspetto degli oggetti in resina, esistono anche additivi che ne modificano le caratteristiche fisiche e meccaniche. Tra questi i più diffusi sono le microcariche cave, microscopiche sfere di vetro che aggiunte alla resina diminuiscono il peso dell'oggetto, le fibre di vetro, che aumentano la resistenza degli oggetti diminuendone il peso e gli addensanti, che rendono la resina meno liquida e permettono l'applicazione in stampi aperti o su superfici verticali.
  16. Maggiore sarà la diffusione delle stampanti 3D, maggiore sarà in futuro la necessità di creare contenuti tridimensionali digitali che possano essere stampati. Nei portali di condivisione dei file 3D, come YouMagine o Thingiverse, possiamo trovare numerosi file da scaricare già pronti per la stampa; in alternativa, possiamo ricorrere alla modellazione tridimensionale manuale per creare un oggetto personalizzato. Se però dobbiamo riprodurre in modo preciso un oggetto esistente, come nel caso delle riproduzioni di oggetti d'arte o nel reverse engineering, l'unica possibilità che abbiamo è quella di ricorrere al rilievo tridimensionale. Eseguire un rilievo 3D di un oggetto significa ricrearne una perfetta copia digitale, cioè creare un modello 3D metricamente corretto. Rilievo 3D: le tecnologie A seconda di ciò che dobbiamo rilevare, abbiamo oggi a disposizione tecnologie e strumenti molto diversi, ciascuno con i propri pregi e i propri difetti. Conoscere le caratteristiche delle soluzioni a disposizione è importante, perché ci permette in ogni situazione di scegliere quelle più adatte. Le principali tecniche di rilievo 3D si possono classificare in: tecniche basate su sensori attivi (range-based); tecniche basate su sensori passivi (image-based). Le tecniche range-based impiegano strumenti che emettono un segnale che viene registrato dallo strumento stesso al fine di derivarne una misura di distanza: ad esempio i laser scanner, le stazioni totali, i GPS, i radar, ecc. In particolare, gli scanner laser e a luce strutturata hanno riscontrato un grande successo e hanno notevolmente aumentato la facilità con la quale possono essere acquisiti i dati relativi a semplici oggetti o ad ampie strutture; l'utilizzo sistematico di questi strumenti nel rilievo 3D è però ancora ostacolato dall'elevato costo dell'hardware. Le tecniche image-based sfruttano invece la luce presente nell’ambiente per acquisire immagini da cui derivare informazioni tridimensionali della scena osservata. Tra queste tecniche, la fotogrammetria è quella più conosciuta ed utilizzata per rilievi cartografici, architettonici, industriali e archeologici, ma richiede ancora apparati fotografici, strumentazioni e pacchetti software costosi, oltre a un approccio teorico e pratico particolarmente complesso. Una tecnica simile, che per certi versi può essere considerata un'evoluzione della fotogrammetria stessa, è la Structure-from-Motion, una tecnica che ha come scopo primario l’automazione dell’intero processo di elaborazione delle immagini. Al momento i principali vantaggi di questa soluzione risiede nel minor costo e nella elevata trasportabilità della strumentazione necessaria. Ci soffermeremo ora sulle principali soluzioni low-cost rappresentate da software di Structure-from-Motion, che permettono di ottenere rilievi 3D di qualità elevata utilizzando semplicemente immagini digitali, normali fotocamere e computer di medio livello; mentre tralasceremo - per il momento - il settore degli scanner, dove le soluzioni low-cost non garantiscono ancora la stessa qualità. Structure-from-Motion (SfM): come funziona? La SfM è una tecnica che permette di ricostruire in modo automatico una scena tridimensionale partendo da un set di immagini digitali bidimensionali; differisce sostanzialmente dalla fotogrammetria convenzionale in quanto non prevede alcun intervento umano nel processo. http://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2014/11/sfm.png Per poter ricostruire la tridimensionalità di una scena è necessario ricostruire la posizione di scatto delle singole immagini, in modo tale da poter in seguito dedurre per triangolazione la posizione degli oggetti presenti in esse. Mentre la fotogrammetria tradizionale utilizza i dati GPS delle immagini o di punti di controllo di coordinate note, la tecnica SfM si basa sull'individuazione automatica di punti chiave (features) ben riconoscibili in tre o più immagini, che serviranno per creare corrispondenze tra le immagini e collegarle tra loro (image matching). Partendo dai punti chiave, attraverso un procedimento di triangolazione fotogrammetrica a stelle proiettive (meglio noto come bundle adjustement), in maniera automatica viene calibrata la fotocamera (orientamento interno: calcolo della lunghezza focale e del punto principale) e viene ricostruita la posizione di scatto delle singole immagini (orientamento esterno: coordinate dei centri di presa e rotazioni del fotogramma), e per ogni punto chiave vengono ricavate le coordinate reali x,y,z che vengono materializzate tridimensionalmente in una sparse points cloud, cioè in una nuvola di punti a bassa densità (sparse reconstruction). Nel passaggio successivo la nuvola di punti a bassa densità viene infittita aumentando enormemente il numero di punti (dense reconstruction): i dati relativi alla posizione x,y,z dei punti chiave vengono utilizzati come punti di partenza per estendere l'analisi delle immagini alle zone prossimali ai punti chiave e riconoscere ed estrarre la posizione x,y,z degli elementi circostanti. Il risultato finale sarà una dense points cloud, cioè una nuvola di punti densa. Per arrivare al modello 3D finale, poligonale e a colori, in seguito la nuvola di punti deve essere elaborata con programmi di mesh processing e texturing, come spiegato in questo tutorial: LINK. Structure-from-Motion: soluzioni open source e low cost Abbiamo a disposizione numerose soluzioni gratuite e low-cost di SfM e in particolare ci soffermeremo sulle cinque più diffuse (che sono infatti quelle utilizzate nei nostri corsi): Python Photogrammetry Toolbox, VisualSFM, 123D Catch, ARC3D e PhotoScan (Standard Edition). Abbiamo messo alla prova i software elaborando lo stesso set di immagini digitali e confrontando i risultati ottenuti: si tratta di 17 fotografie delle dimensioni di 3.600x2.700 pixel (ca. 10 MP) di un rilievo marmoreo che fa parte dello Zooforo del Battistero di Parma scolpito da Benedetto Antelami. Python Photogrammetry Toolbox - PPT PPT è una suite realizzata da Pierre Muloun (Mikros Image) e Alessandro Bezzi (Arc-Team) che lavora al meglio sui sistemi GNU/Linux, ma è disponibile anche per Windows, dove però è in grado di elaborare immagini non oltre i 2.500 pixel di larghezza (ca. 5 MP). Il tempo totale di processamento delle immagini dipende dalla potenza dell'hardware a disposizione e dal numero di immagini, ma in generale è piuttosto elevato soprattutto se le immagini da elaborare sono alcune decine. Molti esempi nel campo dei Beni Culturali sono disponibili qui: LINK. L'installazione è piuttosto semplice, basta seguire attentamente le indicazioni presenti in questa pagina: http://184.106.205.13/arcteam/ppt.php http://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2014/11/software-rilievo-3D-3.pngNel nostro caso di studio in ambiente GNU/Linux (ArcheOS v. 5) è stato ottenuto un ottimo risultato: una nuvola composta da un elevato numero di punti, ben 1.099.551; mentre in ambiente Windows le immagini sono state scalate a 2.500 pixel di larghezza e si è ottenuta una nuvola di soli 487.901 punti. Velocità di elaborazione: lento Accuratezza: alta Difficoltà d'uso: facile Costo: Gratuito; software libero con licenza GNU GPL Punteggio: ★★★★☆ VisualSFM VisualSfM è un'applicazione sviluppata da Changchang Wu, in collaborazione con l'Università di Washingthon e Google. L'applicazione non è open source, come spesso erroneamente si crede, ma è freeware e può essere scaricata e utilizzata gratuitamente solo per uso personale e non commerciale. Installare VisualSFM è piuttosto semplice: dall'homepage è possibile scaricare i file d'installazione per Linux, MacOS e Windows, facendo attenzione a seguire alcune indicazioni presenti in questa pagina: http://ccwu.me/vsfm/install.html. http://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2014/11/software-rilievo-3D-4-300x271.pngNel nostro caso di studio l'elaborazione è stata più veloce rispetto a PPT, ma con un risultato meno accurato: sebbene la nuvola sia in realtà più omogenea e ampia, il numero totale di punti estratti è sensibilmente inferiore, 699.175. Tempo di elaborazione: medio Accuratezza: media Difficoltà d'uso: facile Costo: Gratuito per uso personale e non commerciale Punteggio: ★★★☆☆ ARC3D ARC3D WebService è un'applicazione web sviluppata dal laboratorio VISICS dell'Università Cattolica di Lovanio. Il sistema funziona come servizio on-line: attraverso un applicazione multipiattaforma scaricabile gratuitamente (http://www.arc3d.be/), le immagini vengono inviate ad un server che le elabora; una volta terminata l'elaborazione, all'utente viene inviata una mail con un link per scaricare i risultati del rilievo 3D. Essendo un servizio online, è importante prestare attenzione a cosa accade alle nostre immagini che inviamo al server, le condizioni d'uso infatti specificano che: “The uploader gives ARC the right to use the results generated by the webservice for its research activities. In particular, the uploader gives ARC the right to use the data for the creation of a 3D repository for the testing and benchmarking of tools”. http://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2014/11/Software-rilievo-3D-5-300x296.pngNel nostro caso di studio è stata restituita una nuvola di punti non colorata composta da 206.507 punti, quindi un risultato di gran lunga inferiore rispetto alle due soluzioni precedenti; l'unico vantaggio, è che in questo caso viene restituita anche la mesh (409.793 poligoni) e la relativa texture (8.092 pixel), entrambe di risoluzione molto elevata. Tempo di elaborazione: veloce Accuratezza: bassa Difficoltà d'uso: molto facile Costo: Gratuito per uso personale e non commerciale Punteggio: ★★★☆☆ Autodesk 123D Catch Anche in questo caso si tratta di un servizio online, ma rispetto ad ARC3D è disponibile sia come applicazione desktop (Windows, Android e iOS), sia come applicazione web per tutti i sistemi operativi (http://www.123dapp.com/catch). Il principio di funzionamento è simile al precedente: si inviano le foto attraverso l'applicazione (con un limite però di 70 immagini del peso massimo di 5 MB ciascuna); l'elaborazione avviene sui server e al termine l'applicazione restituisce un modello 3D già provvisto di mesh e texture. Da un punto di vista della licenza, in questo caso non è ben chiaro che cosa accada alle nostre immagini una volta caricate, in quanto è difficile districarsi nel mare delle licenze Autodesk... resta quindi il dubbio che anche in questo caso si cedano i diritti di utilizzo. http://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2014/11/Software-rilievo-3D-6-300x300.pngNel nostro esempio abbiamo usato l'applicazione web e abbiamo ottenuto un modello composto da soli 113.787 punti (con una nuvola poco densa, non omogenea e non colorata), una mesh di 227.161 poligoni con una texture a 4096 pixel. Un risultato quindi appena sufficiente, con un modello utilizzabile solo per una stampa 3D in scala e una visualizzazione online. Tempo di elaborazione: molto veloce Accuratezza: molto bassa Difficoltà d'uso: molto facile Costo: Gratuito Punteggio: ★★☆☆☆ PhotoScan (Standard Edition) PhotoScan è un software multipiattaforma per l'elaborazione di nuvole di punti, mesh e texture. La versione standard è indicata per la ricostruzione 3D di oggetti, in quanto consente di esportare solamente il modello 3D e le nuvole di punti. La versione professional, di costo molto più elevato, è indicato per i rilievi topografici e architettonici, in quanto consente l'inserimento di mire di coordinate note e l'esportazione di prodotti particolari, quali DEM e ortofoto. Il software è a pagamento, ma può essere richiesta una versione demo di 30 giorni; è inoltre disponibile una licenza educational a prezzo molto scontato, che tuttavia vieta l'utilizzo del software a scopo commerciale (http://www.agisoft.com/). http://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2014/11/Software-rilievo-3D-7-300x285.pngNel nostro caso di studio il software ha prodotto una nuvola di 1.437.525 punti ( senza lavorare al massimo delle possibilità), un risultato del 30% superiore a quanto ottenuto con PPT. Infine, è possibile elaborare velocemente una mesh da 500.000 poligoni con una texture a 8192 pixel. Tempo di elaborazione: veloce Accuratezza: molto alta Difficoltà d'uso: facile Costo: 148 euro (demo gratuita di un mese) Punteggio: ★★★★☆ Considerazioni conclusive Come accade in ogni lavoro, lo strumento deve essere scelto in base all'obiettivo da conseguire. In questo caso, non è sempre scontato dover utilizzare la soluzione in grado di restituire il maggior numero di punti. PhotoScan rappresenta la soluzione più efficiente, ma presuppone un investimento economico iniziale ed è indicato soprattutto per chi deve eseguire rilievi a scopo professionale e ha bisogno della massima accuratezza possibile. L'unica vera alternativa, in tal senso, è data da PPT usato su GNU/Linux, oppure, da VisualSFM per Windows e MacOS. Se invece abbiamo bisogno di realizzare un rilievo 3D per ottenere un modello da stampare in piccole dimensioni, quindi con una perdita dei dettagli più minuti, oppure da mettere online, quindi con la necessità di un modello leggero che sia facilmente visualizzabile con connessioni internet normali, possiamo tranquillamente rivolgerci ad ARC3D o a 123D Catch, certi di ottenere in breve tempo e con impegno quasi nullo un buon risultato alla giusta risoluzione per la stampa o per il web. In questi due casi dobbiamo però ricordarci che cediamo ai gestori delle applicazioni la possibilità di utilizzare le nostre immagini e i nostri modelli; elemento da non trascurare se si lavora su immagini coperte da copyright altrui, come, ad esempio, nel caso di opere d'arte. Vuoi saperne di più? Leggi la nostra guida dedicata agli scanner 3D per la stampa 3D.
  17. Ricordo ancora la prima volta in cui sentii parlare della stampa 3D. Ero all'interno del laboratorio di un'azienda attiva nel settore della meccanica, in attesa di avere maggiori informazioni riguardo alla possibilità di usare uno dei macchinari dai quali, tra le varie cose, sfornavano pezzi destinati alle maggiori case automobilistiche della provincia di Modena. Un'attesa snervante, al punto che mi misi ad ascoltare i discorsi che i vari tecnici facevano tra di loro. Oltre a discutere dell'ultimo problema causato dalla fresatrice di turno, uno di loro iniziò a descrivere una macchina nata apposta per la costruzione di prototipi, insistendo nel dire che, prima o poi, avrebbero dovuto acquistarne una. Nel suo monologo ne spiegò anche il funzionamento: la deposizione strato su strato di materiale. Una genialata. Terminata la mia attesa, gli chiesi dove potevo andare a informarmi su questa stregoneria tecnologica. http://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2016/09/eBook_stampa_3D_gratis_04.png Non è passato molto tempo da quel giorno, eppure le cose sono cambiate molto. Oggi è possibile trovare - quasi - qualsiasi informazione legata alla prototipazione rapida e alla stampa 3D, un po' grazie a noi - lasciatemelo dire! - e un po' grazie ad aziende che hanno scelto di fare divulgazione al riguardo. Selltek è tra queste, e non è un caso se la nostra realtà collabora con loro da diverso tempo. Qualche giorno fa, Selltek ha messo a disposizione un eBook, intitolato "Produrre con la stampa 3D", nel quale ha riassunto il funzionamento di tutte le stampanti 3D Systems professionali da loro commercializzate. Si parla delle tecnologie Fused Filament Fabrication, Digital Light Processing, Color Jet Printing, Multi Jet Printing, Stereolitografia, Laser Sintering, Direct Metal Printing e molto altro, integrando veri e propri casi studio e osservazioni fatte da chi nel settore ci lavora da tanti, tanti anni. http://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2016/09/eBook_stampa_3D_gratis_03.png Di seguito trovate l'indice dell'eBook: 1. Cos'è la stampa 3D? 2. Quando nasce la stampa 3D? 3. Chi è Chuck Hull? 4.Quali sono le tecnologie di stampa 3D? - FFF Fused Filament Fabrication - DLP Digital Light Processing - CJP Color Jet Printing - MJP Multi Jet Printing - SLA Stereolitografia - SLS Laser Sintering - DMP Direct Metal Printing 5. La stampa 3D può davvero cambiare le imprese 6. Come cambia la produzione con la stampa 3D 7. Stampa 3D e produzione in serie di prodotti personalizzati 8. Produrre in serie con la stampa 3D: le aspettative 9. Casi studio Insomma, un vero e proprio manuale di trenta pagine, pronto per essere scaricato, consultato in caso di necessità, inviato a colleghi o clienti. Perché dopotutto è importante che la conoscenza, anche quella professionale, possa propagarsi attraverso una rete condivisa di persone pronte a innovarsi e a innovare. Potete scaricare l'eBook cliccando su questo link.
  18. stampa3D

    Introduzione alla stampa 3D

    Se stai leggendo questa pagina probabilmente sei alla ricerca delle informazioni di base sulla stampa 3D. Questa guida è destinata a tutti coloro che vogliono capire meglio come funzionano le stampanti 3D e cosa realmente è possiile produrre con queste macchine. Non aspettarti solamente un'infarinatura generale, questa guida affronta anche tematiche estremamente specifiche, al punto da essere utile anche ai più esperti. Introduzione alla stampa 3D: come usarla La nostra guida di introduzione alla stampa 3D è suddivisa in più sezioni, le quali possono essere viste a loro volta come delle vere e proprie guide ad ogni specifico argomento. Infatti, per usare una stampante 3D, è necessario avere diverse conoscenze sulla modellazione 3D, sui materiali, sui software, sulle diverse tecnologie esistenti e molto altro. Questo non significa che per stampare in 3D sia necessario studiare chissà quanti argomenti, ma sicuramente è importante aver letto almeno una volta questa guida di base, in modo da non essere completamente all'oscuro di piccoli dettagli che a lungo andare potrebbero solamente darti dei problemi. Proprio per questo motivo la nostra introduzione alla stampa 3D rimarrà online a lungo termine, in modo che tu possa usufruirne tutte le volte che ne sentirai la necessità. Non avrai bisogno di studiare a memoria i contenuti di queste pagine, potrai consultarli tutte le volte che lo riterrai opportuno accedendo a Stampa 3D forum. Ecco gli argomenti trattati nella nostra guida introduttiva: I modelli 3D La modellazione 3D La scansione 3D e il reverse engineering Stampanti 3D: guida all'acquisto Funzionamento delle stampanti 3D Materiali per la stampa 3D Software di modellazione, slicing e client Cosa possiamo stampare in 3D Il business della stampa 3D Una volta terminata la lettura di questa nostra guida sarai in grado di capire quanto sia sfacettato questo mondo in continua crescita. Hai altri dubbi? Iscriviti al nostro forum, la community sarà felice di aiutarti! Resta aggiornato sulle ultime novità, seguici su Facebook e Twitter.
  19. Il 2015 è stato l'anno di consolidamento per il settore della stampa 3D. Il mercato ha subito un leggero appiattimento rispetto alle grandi aspettative dell'anno precedente - non che non ce lo aspettassimo, anzi! - e questo ha reso ancora più competitivo l'ambiente, mettendo in risalto le reali necessità del mercato e i prodotti che convincono maggiormente. Eccoci quindi a tirare le somme di quello che abbiamo visto in questo 2015 tra test ed eventi fieristici. Abbiamo selezionato per voi quelle che secondo noi sono le 5 stampanti 3D che, nell'anno 2015, hanno reso più interessante lo sviluppo del settore, tenendo conto di tutte le sfaccettature che l'ambiente ha preso - open-source, low-cost, professionale, sperimentale, ecc. Gli aspetti che abbiamo tenuto in considerazione sono i seguenti: caratteristiche tecniche; prezzo; qualità di stampa; interesse dimostrato dalla community del nostro forum; plus rispetto ai concorrenti; miglior offerta per il target di utenza. Ecco quindi la nostra lista delle migliori stampanti 3D del 2015. Avete domande, dubbi, o semplicemente volete dire la vostra? Iscrivetevi al forum, la nostra community sarà felice di rispondervi! LE MIGLIORI STAMPANTI 3D DEL 2015 SECONDO STAMPA 3D FORUM DELTA WASP 2040 con LDM EXTRUDER http://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2015/07/3d-printing-clay-wasproject-LDM-Wasp-Extruder-5.jpg Quello che ci piace di WASP è l'interesse per i materiali poco convenzionali. Per questo motivo, oltre alla DeltaWASP 2040, in questa classifica vi segnaliamo il modulo LDM Extruder, un blocco estrusore dedicato ai materiali a bassa densità. Con il suo volume di stampa di 200 mm di diametro x 400 mm di altezza e una definizione tra i 50 e i 300 micron, la Delta 2040 permette di stampare filamenti plastici e materiali come argilla e porcellana, semplicemente andando a sostituire il blocco estrusore. PRUSA I3 STEEL http://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2015/12/kit-impresora-3d-prusa-i3-steel-pro-easy-build.jpg Una delle stampanti 3D più economiche e conosciute, adorata da chi proviene dal mondo open-source, è stata rivisitata e migliorata. La Prusa I3 Steel ha una struttura in metallo che la rende molto più rigida e stabile, oltre a favorirne l'assemblaggio durante la costruzione del kit. Tra tutti gli upgrade avvenuti al modello I3, siamo convinti che questo sia uno di quelli più importanti di sempre. Il cuore della macchina rimane sempre lo stesso: un puro open-source aperto a qualsiasi modifica e materiale di stampa. ULTIMAKER 2 EXTENDED http://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2015/12/quality2-copia.jpg Presentata al CES di Las Vegas 2015, possiamo affermare che, a distanza di 12 mesi, la Ultimaker 2 Extended si sia affermata con una delle macchine più apprezzate di sempre. Proseguendo sulla strada ormai spianata dal modello precedente, questa stampante 3D piace molto per la qualità dei materiali con cui è assemblata e per le prestazioni durante la stampa. Il volume di stampa di 223 x 223 x 305 mm è molto generoso rispetto la media delle stampanti 3D sul mercato. Può raggiungere velocità massime vicine ai 300 mm/s, l'estrusore arriva a 260°, mentre il piatto riesce a toccare i 100°C. La community online a livello europeo è molto sviluppata e offre ottime opportunità di supporto. ZORTRAX M200 http://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2014/12/zortrax-m200.jpg Volume di stampa di 200 x 200 x 180 mm, autocalibrazione del piatto di stampa, risoluzione dai 90 ai 400 micron, materiali e software dedicati. Sono queste le caratteristiche della Zortrax M200 e, stando a quello che abbiamo visto - e ai numerosi pareri positivi che abbiamo ricevuto - tutto funziona alla perfezione. L'utilizzo di materiali e sistemi fatti su misura permettono a questa stampante 3D di raggiungere qualità di stampa notevoli, al punto da essere diventata una tra le più apprezzate in Europa. FORMLABS FORM 2 http://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2015/10/formlabs-form-2-stampante-3d-02.jpg Abbiamo potuto vederla in funzione al TCT di Birmingham e presenta diversi miglioramenti rispetto al modello precedente, tra i quali annoveriamo il meccanismo di rimescolamento della resina durante la stampa, un volume di stampa leggermente più grande rispetto i modelli precedenti - 145 x 145 x 175 mm - e un laser più potente. Se la Form 1+ è stata una delle stampanti 3D SLA più desiderate nel 2015, la Form 2 prenderà il suo posto nel 2016. Da non sottovalutare è anche la disponibilità di resine che Formlabs sta man mano introducendo sul mercato. Notevoli.
  20. Sul forum si trovano parecchie discussioni riguardo alla velocità di stampa rapportata alla qualità dell'oggetto realizzato dalla propria stampante. Molto spesso però sopratutto ai neofiti della stampa 3D questi argomenti possono portare ad una certa confusione. Con questa sorta di guida cercheremo di analizzare la velocità di stampa, una componente che è sicuramente una delle più importanti durante la fase di stampa. La velocità di stampa e accelerazione Purtroppo questo parametro, espresso in genere con due valori (velocità di stampa e velocità di traslazione), fornisce un’informazione sostanzialmente indicativa, e complessivamente poco attendibile. Per almeno un paio di motivi. Il primo è l’accelerazione. Ne abbiamo già parlato, ma lo ribadisco volentieri. Quando ci riferiamo ad un’automobile, sapere che ha una velocità massima di 200 Km/h non ci fa pensare che possa sempre andare a questa velocità. Se la useremo in città, sarà ben difficile poterla mai raggiungere. Quando parliamo di stampanti 3D, siamo invece quasi portati a pensare che le velocità dichiarate siano in qualche modo valori assoluti. In realtà, per la maggior parte dei modelli, dobbiamo considerare che una stampante 3D è un veicolo che si muove nel traffico… E che raramente, se non addirittura mai, potrà arrivare alle velocità dichiarate, perché i percorsi da compiere sono troppo brevi per raggiungerle. Il secondo motivo per il quale l’indicazione della velocità è un’informazione di per se poco significativa, è che questa viene fornita disgiunta da una corrispondente indicazione di qualità. Sostenere che una macchina può stampare a 120 mm/sec senza specificare come stamperà a quella velocità ha davvero poco senso. E già che ci siamo, chiariamo un’altra questione: le velocità di stampa sono indissolubilmente legate alle caratteristiche termoplastiche del materiale. Ad esempio, indipendentemente dalle caratteristiche della macchina, usando l’ABS non potremo mai stampare alle velocità con le quali stamperemo il PLA. Letta da un’altra angolazione, questa asserzione significa: è del tutto inutile acquistare una macchina che dichiara velocità di stampa particolarmente elevate, se lavoreremo prevalentemente con l’ABS, o altri polimeri che impongono limiti alla velocità di stampa. Semmai, investiamo meglio il nostro budget, comprando una macchina più precisa o più affidabile. Detto questo, sarebbe necessario addentrarsi un po’ più in profondità nell’aspetto qualitativo delle stampe. Appurato che per un certo materiale è possibile raggiungere determinate velocità di estrusione, precisiamo immediatamente che alla massima velocità di estrusione possibile per un certo materiale non si otterrà la massima qualità di stampa. Quindi, nel progettare una stampa, dovremo sostanzialmente scegliere se privilegiare la qualità o le prestazioni. Bene. Fatte queste iniziali premesse, scendiamo più nel dettaglio dei principali fattori che determinano la qualità delle stampe. Il piano di stampa La qualità di stampa è grandemente influenzata dalla planarità della superficie del piano di lavoro e dalla sua temperatura. Se la superficie non è perfettamente livellata e piana, presenta avvallamenti o residui di stampe precedenti, la qualità della stampa sarà irregolare. Per alcuni materiali (es. ABS) è inoltre indispensabile disporre di un piano riscaldato. In generale, se la temperatura del piano (per materiali che richiedono il riscaldamento) è troppo bassa, l’adesione del polimero non sarà ottimale, e il materiale tenderà a deformarsi o staccarsi. Il primo layer Il primo layer non si scorda mai… Si potrebbe iniziare, scherzando, in questo modo. Ma scherzando neanche troppo, perché il primo layer è il più importante di tutti. Rappresenta infatti le fondamenta sulle quali verrà costruita la parte da stampare. Generalmente viene stampato con uno spessore maggiore rispetto ai layer successivi, per compensare le irregolarità del piano di lavoro (dovute ad una calibrazione sommaria, o ad una scarsa qualità della superficie). Un valore di riferimento è circa l’80% del diametro dell’ugello di stampa, es. per un ugello 0,4 il piano può essere 0,32 mm. Se il primo layer è troppo sottile, si raffredderà prima del necessario, innescando il ritiro del materiale (con conseguente deformazione del modello, che si imbarca). Anche per quanto riguarda la velocità, il primo layer richiede accortezze. Normalmente viene stampato ad una velocità inferiore, per assicurare una buona adesione del “piede” della parte da stampare. E, sempre per ottenere una buona adesione, la temperatura alla quale viene stampato il primo layer è generalmente di 5-10° superiore rispetto a quella dei layer successivi. Temperatura Semplice. Si dovrebbe usare la temperatura più bassa possibile che consenta di stampare alla velocità desiderata. Se si sente il pignone dell’estrusore “grattare” il filamento (con il caratteristico ticchettio), la temperatura è troppo bassa: il filamento non viene fuso abbastanza velocemente, e la temperatura va alzata. Se la stampa presenta rigonfiamenti sui bordi e una scarsa definizione, l’estrusore è troppo caldo e la temperatura va abbassata. http://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2015/07/Temperatura.jpg Nota bene: la regolazione della temperatura è un aspetto critico, e andrebbe effettuata anche quando si utilizza lo stesso polimero di marche differenti (o addirittura in certi casi lo stesso polimero della stessa marca con colori differenti). Velocità di stampa Anche se la stampante può raggiungere velocità molto elevate, l’impostazione di velocità “conservative” premia con una migliore qualità, meno “stringing” (filamenti sottili tra gli intervalli del modello), una maggiore precisione dei bordi. Pensiamo semplicemente all’inerzia. Il filamento che viene deposto è allo stato plastico, semifluido. Quando la stampante si muove ad alta velocità e incontra un brusco cambiamento di direzione (es. lo spigolo di un parallelepipedo) la meccanica della stampante – che è rigida – esegue la curva a gomito. Il filamento, che stava andando a tutta velocità verso una certa direzione, prosegue invece per inerzia dopo la curva a gomito – per un brevissimo tratto – nella direzione precedente. E’ come se stessimo correndo con un bicchiere pieno di liquido e improvvisamente decidessimo di girare rapidamente a sinistra o a destra. Osservate quello che fa il liquido nel bicchiere: in misura minore, il filamento fuso farà la stessa cosa. Visto dall’alto il modello presenterà come dei piccoli rigonfiamenti dopo gli spigoli, che saranno evidenti lungo tutta la parete. Se questa circostanza si verifica, e la qualità è un fattore importante, non c’è altro rimedio che ridurre la velocità di stampa. Attenzione tuttavia a non ridurla eccessivamente: anche questo presenta degli svantaggi. Stampando troppo lentamente la superficie viene surriscaldata dalla presenza dell’estrusore “troppo a lungo” sul materiale, e si ottiene una superficie in stile “budino”. Come criterio generale, velocità e temperatura vanno di pari passo: all’aumentare della velocità è necessario aumentare la temperatura, e viceversa. Qualità e calibrazione del filamento E’ importante verificare sempre il diametro del filamento all’atto del caricamento di una nuova bobina. La misurazione deve avvenire con un calibro, più volte ad una certa distanza, ed è necessario calcolare il valore medio. Specialmente utilizzando filamenti economici, è facile perdere una grande quantità di tempo nel cercare di correggere difetti che non dipendono dall’hardware, ma da irregolarità nel diametro del filamento. Il PLA come noto è particolarmente sensibile alla illuminazione solare ed alla temperatura di immagazzinamento: conservare sempre i filamenti in luoghi bui ed asciutti. Acquistare materiali di buona qualità da venditori affidabili fa risparmiare molto tempo ed evita la produzione di stampe inutilizzabili. Talvolta, la cattiva qualità di un filamento può causare il blocco degli estrusori (a causa di impurità nel polimero), o malfunzionamenti del sistema di trascinamento che rendono letteralmente impossibile stampare. Umidità Tutti i polimeri sono più o meno igroscopici. L’acqua trattenuta all’interno delle fibre si trasforma in vapore quando viene riscaldata dall’estrusore: il risultato è che l’ugello tende a “colare” ed emettere vapore, producendo stampe “schiumose”. Per evitare questo genere di problemi, conservare sempre le bobine in luoghi asciutti e caldi, possibilmente in buste chiuse contenenti sali deumidificatori (es. silica-gel). Raffreddamento della stampa Il PLA ed altri filamenti con composizione simile (es. il LayBrick di Orbi-Tech) richiedono una energica rimozione del calore, per evitare la deformazione delle stampe. Il Nylon e l’ABS generalmente non richiedono raffreddamento. I vari programmi di slicing offrono diverse opzioni per controllare di conseguenza il funzionamento della ventola. Progettazione ed orientamento della parte Nel corso della progettazione dei modelli da stampare, è importante considerare le potenzialità e i limiti delle stampanti 3D, soprattutto se gli oggetti dovranno avere particolari caratteristiche meccaniche. I criteri da seguire sono molti. Mi limiterò a citarne alcuni tra i più ovvi, ma con l’esperienza sarà possibile adottare svariati accorgimenti per evitare di produrre oggetti in seguito inutilizzabili. Tutti gli oggetti da stampare dovranno avere la più ampia base possibile, per garantire che non si distacchino durante la stampa. Quindi generalmente e salvo casi particolari, gli oggetti andranno orientati in modo che il lato con superficie maggiore sia a contatto con il piano di lavoro. Un importante considerazione va fatta tenendo presente la particolare “trama” con la quale gli oggetti vengono prodotti. In senso verticale troviamo semplici strati sovrapposti; in senso orizzontale, troviamo un intreccio di filamenti paralleli, alternati (generalmente a 90°) rispetto allo strato precedente. La direzione “orizzontale” (intrecciata) è molto più robusta di quella verticale (stratificata). Se dovessimo ad esempio costruire un oggetto che dovrà fungere da tirante, sarà pressoché indispensabile costruirlo in modo che lo sforzo di trazione agisca parallelamente all’intreccio. In caso contrario, probabilmente la parte si romperà, sottoposta a trazione, per il fenomeno della delaminazione (tendenza degli strati a separarsi se sottoposti a uno sforzo di trazione perpendicolare agli strati). Una situazione da evitare accuratamente è la stampa (singola) di oggetti piccoli e alti. Nonostante la possibilità di rallentare la stampa e di utilizzare la ventola al massimo regime, la permanenza pressoché continua dell’estrusore sulla medesima zona ne determinerebbe l’inevitabile deformazione. Attenzione: questo problema può presentarsi anche stampando contemporaneamente diversi oggetti, nei quali uno tra questi presenti una piccola zona in significativo rilievo rispetto all’altezza massima degli altri oggetti contemporaneamente stampati. http://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2015/07/Deformazione.jpg Se proprio una situazione come questa fosse inevitabile, per esigenze progettuali, aggiungere degli oggetti “dummy”, che avranno lo scopo di “far perdere tempo” alla testina di stampa tra uno strato e il successivo, evitando il contatto prolungato con la stessa piccola zona. Considerare, se necessario, la possibilità di progettare il modello in parti che verranno assemblate successivamente (e che quindi possono essere orientate in modo da sfruttare i vantaggi di robustezza della trama), piuttosto che realizzare un modello singolo di scarsa robustezza. I diversi software di slicing consentono generalmente di assegnare uno spessore al piano inferiore, uno al piano superiore e uno alle pareti (comune a tutte le pareti). Questo può rappresentare un limite. Ma nulla vieta, per ottenere una migliore robustezza ove necessario, di progettare in partenza un modello che abbia ad esempio pareti di diverso spessore, ed usare nella stampa un riempimento solido. Naturalmente, in questo caso sarà necessario generare direttamente nel software di modellazione i supporti necessari. Porre attenzione alla collocazione dell’oggetto nello spazio di lavoro dello slicer. Ad esempio, per stampare una forma a “T” sarà conveniente stamparla capovolta. Effettuando la stampa così com’è, si dovrebbe creare una struttura di supporto, che allungherebbe i tempi di stampa ed aumenterebbe i costi. Supporto (con doppio estrusore) Si dovrebbe ricorrere all’utilizzo di supporti generati con il secondo estrusore solo in caso di effettiva necessità, e dopo aver tentato (vedi punti elencati in precedenza) di adottare altre soluzioni, tenendo conto che alcuni slicer (es. Cura) generano supporti facilmente rimovibili anche con un estrusore singolo. Comunque, ove il ricorso al secondo estrusore fosse inevitabile, la macchina dovrà essere perfettamente a punto. Un piano di lavoro non livellato produrrà risultati inaccettabili, e l’offset tra i due estrusori dovrà essere attentamente calibrato. Se le due stampe (materiale e supporto) dovessero risultare disallineate o parzialmente sovrapposte, si otterrà una stampa “contaminata”. Parametri dello slicer Considerando le precedenti raccomandazioni, prima della stampa perfezioniamo i principali parametri dello slicer. Diametro del filamento Qualsiasi slicer ha la necessità di conoscere con precisione il diametro del filamento che verrà utilizzato. Sarà quindi necessario, a ciascun cambio di bobina, effettuare almeno tre misurazioni, su un campione di 2 o 3 metri, e calcolare la media dei valori rilevati. Questo valore è MOLTO importante, e non va sottostimato, poiché lo slicer lo utilizza per far ruotare il pignone di alimentazione quanto necessario. Comunicando un valore errato si può ottenere una stampa di cattiva qualità, che tende a delaminare o, all’inverso, si rischia di intasare l’ugello con conseguente slittamento del filo. Moltiplicatore di estrusione Questo valore, generalmente espresso in percentuali variabili tra lo 0.9 e 1.1, modifica proporzionalmente l’ammontare di flusso dell’estrusore. Prima di utilizzarlo, è conveniente verificare la validità del diametro del filamento impostato, ed eventualmente il firmware della macchina. Spessore del layer E’ l’altezza delle “fette” con le quali lo slicer suddivide il modello. Uno spessore elevato permette di ridurre i tempi, ma realizza superfici meno rifinite, mentre uno spessore basso migliora la qualità (e la robustezza della parte) a scapito di tempi di stampa superiori. Mentre lo spessore minimo dipende dalla stampante (alcune arrivano a 0.05 mm, ma i tempi sono biblici), quello massimo non può essere in ogni caso superiore all’80% del diametro dell’ugello. Il primo strato generalmente è più spesso, per compensare eventuali dislivelli del piano di lavoro, mentre i successivi sono definiti in base alla qualità di finitura desiderata. All’interno della scheda che consente di definire lo spessore dei layer è anche generalmente possibile controllare lo spessore dei profili e lo spessore delle pareti piane inferiore e superiore. Larghezza di estrusione Può essere controllata da alcuni slicer, ma in questo caso il valore specificato prende il sopravvento rispetto allo spessore del layer. Non dovrebbe essere inferiore al diametro dell’ugello. Diametro ugello E’ necessario specificarlo per Cura e Slic3D, non per Kisslicer, che effettua calcoli volumetrici. Può variare da 0,2 a 0,8 mm. Temperatura di estrusione Va impostata ad un valore sufficiente a rendere plastico il filamento, ma non troppo elevata per evitare che l’estrusore “coli” materiale anche durante i movimenti di traslazione, e si produca una cattiva finitura. In generale per il primo layer è impostata su valori più alti, per aumentare l’aderenza al piano. Temperatura del piano di lavoro Per l’ABS è mandatorio disporre di un piano di lavoro riscaldato, a meno che non vengano stampati oggetti molto piccoli. Anche per la temperatura del piano, in genere il primo layer viene impostato ad un valore superiore rispetto ai successivi, per migliorare l’adesione. In alcuni modelli di stampanti economiche con struttura “aperta”, la potenza dell’alimentatore è modesta, e anche a fronte di piccole correnti d’aria (es. l’apertura di una porta) la temperatura del piano di lavoro cala bruscamente, causando uno shock termico all’oggetto in corso di stampa, ed una serie di potenziali problemi. Per questo sono preferibili stampanti chiuse, o quantomeno dotate di sufficiente potenza per raggiungere e mantenere la temperatura programmata anche in presenza di variazioni climatiche nell’ambiente. Ritrazione Definisce quanti millimetri il filamento deve essere ritratto al termine della stampa di una zona e durante il passaggio alla successiva, per evitare che il materiale continui ad essere “colato” durante i movimenti di traslazione. In genere è inferiore a 6 mm. Raffreddamento Viene effettuato da una ventola posta sull’estrusore, che convoglia l’aria fredda nella zona di stampa. E’ mandatorio per il PLA, che va raffreddato il più rapidamente possibile dopo la deposizione, per evitare deformazioni. Normalmente il valore è espresso in percentuale (100% = massima velocità della ventola). Skirt È un perimetro di offset della base del modello, tracciato ad una certa distanza per inizializzare l’estrusore, e fare in modo che nel momento in cui viene effettuata la stampa vera e propria la camera di fusione sia carica. Generalmente è possibile definire quante linee stampare. Brim E’ una estensione, stampata soltanto in occasione del primo layer, della larghezza base dell’oggetto, effettuata per aumentare l’adesione al piano. Per i programmi che lo prevedono, è espresso in millimetri. Raft E’ uno strato facilmente rimovibile (uno o più layer) stampato sotto la base del modello per aumentare l’adesione. Generalmente è più largo della base (in misura definibile) ed ha una trama molto più rada (proprio per facilitarne la successiva rimozione) rispetto ai layer veri e propri. Supporti Per le zone con elevato sottosquadro è necessario provvedere un adeguato supporto. I software di slicing offrono diverse opzioni per definire la l’architettura delle strutture di supporto, che vengono poi generate in automatico. Generalmente la loro successiva rimozione è facilitata. I supporti possono essere creati (con un diverso materiale, es. idrosolubile) anche con il secondo estrusore, per le macchine che ne sono dotate. Riempimento (infill) Le parti da stampare vengono automaticamente riempite con una densità programmabile e pattern definibili. In genere, si cerca di utilizzare i pattern che richiedono meno filamento, anche per velocizzare le stampe. Sebbene alcuni programmi offrano pattern molto divertenti (es. a nido d’ape), generalmente si torna prima o poi ad usare il classico “rectlinear” (quadrati orientati a 45°), che richiedono meno tempo. Il valore di riempimento è normalmente espresso in percentuale. Un valore di 0,2 è generalmente sufficiente, ma se l’oggetto deve avere una particolare resistenza meccanica, è possibile aumentarlo. Bridge Sono dei veri e propri “ponti” tra due diverse zone di stampa che vanno collegate. Questi ponti non prevedono supporto, e ovviamente possono collegare tratti piccoli. Il valore del parametro è espresso in velocità, che deve essere più elevata possibile, senza per questo spezzare il filamento deposto. Valori troppo bassi creano l’insellamento del ponte, non consentendo di ottenere piani corretti. Threads E’ un parametro che stabilisce quanti processori virtuali verranno usati per il calcolo del codice macchina. Valori più elevati riducono i tempi di calcolo, ma a scapito di una maggiore quantità di memoria utilizzata.
  21. Artec 3D è un'azienda che fonda il suo business nello sviluppo e nella vendita scanner 3D professionali e di sistemi di sicurezza attraverso la scansione tridimensionale dei volti. Il team è composto da professionisti che lavorano insieme da più di dieci anni e che sono esperti nel campo dell’acquisizione di immagini e del riconoscimento facciale; queste esperienze hanno portato l’azienda a diventare leader nel mondo, con sede principale a Lussemburgo e uffici in Russia e in California. SCANNER 3D PROFESSIONALI ARTEC: QUALI SONO E COME FUNZIONANO Come ben sappiamo, esistono diverse tipologie di scanner 3D. Comprese le varianti, Artec può vantare di quattro differenti modelli, tra cui tre scanner 3D portatili e uno fisso. Questi si differenziano principalmente per tipo di applicazione e costo. SCANNER 3D ARTEC EVA http://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2015/06/SCANNER-3D-PROFESSIONALI-ARTEC-01.jpg Lo scanner 3D Artec Eva è il primo sulla lista di Artec per il suo costo contenuto. Il suo funzionamento è simile a quello di una fotocamera che rileva informazioni tridimensionali. Sposa alte prestazioni e maneggevolezza grazie al peso di 850 g e una risoluzione che arriva a 0.5 millimetri. L’accuratezza nei punti arriva a 0,1 millimetri e il campo di lavoro è compreso tra 0,4 e 1 metro, rilevando fino a 16 immagini al secondo. Le sue caratteristiche lo rendono adatto per la scansione di oggetti di media grandezza come una sedia, il sistema di scarico di una moto o il presidente degli Stati Uniti. http://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2015/06/SCANNER-3D-PROFESSIONALI-ARTEC-02-obama-1024x726.pnghttp://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2015/06/SCANNER-3D-PROFESSIONALI-ARTEC-03-obama.png Non è necessario alcun marcatore o sistema di referenzazione, sarà direttamente il software a rielaborare la scansione e a riconoscere la geometria del solido scansionato, allineando automaticamente la nuvola di punti rilevata. Il rilievo dei colori è a 24 bit/pixel, con una risoluzione di 1.3 megapixel. L'allineamento avviene in tempo reale e viene mostrato sullo schermo del pc collegato allo scanner via USB 2.0, rendendo la scansione veloce e senza perdite di tempo in post-produzione. Eva ha un costo di 13'700 €; è disponibile anche nella versione ‘lite’, limitata nella possibilità rilevare i colori dei modelli, a 9'700 €. Successivamente è comunque possibile fare l’upgrade per la versione completa pagando la differenza di 4'000 €. SCANNER 3D ARTEC SPIDER http://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2015/06/SCANNER-3D-PROFESSIONALI-ARTEC-01-spider.png Saliamo di categoria e di prestazioni. Con lo scanner 3D Artec Spider si arriva ad una risoluzione di 0,1 millimetri e una accuratezza nei punti di 0,05 millimetri. Il campo di lavoro passa al range di 0,17-0,3 metri. Artec spider è uno strumento per i CAD-users e inventori di ogni tipo; è stato progettato apposta per rilevare dettagli in oggetti di piccole dimensioni e colori brillanti: scansionare oggetti piccoli con angoli, cambi di direzione, nervature e texture particolari non sarà più un problema. La distanza ottimale di rilievo è tra i 17 e i 30 cm. http://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2015/06/scanner-3d-professionali-artec-04-spider.jpgEssendo uno scanner altamente preciso, l'elaborazione dei dati rilevati richiede una notevole potenza di calcolo, consigliando queste caratteristiche tecniche: processore I5 o I7, 12GB di memoria, scheda video Nvidia GeForce 400 i superiore, Windows 7 o superiore, 300MB di spazio su disco e 1 porta USB 2.0 libera per collegare lo scanner 3D al pc. Per ottenere la massima risoluzione di scansione è consigliabile attendere 30 minuti per far sì che avvenga il corretto riscaldamento delle componenti. Come il modello più economico non deve essere calibrato e non necessita di marcatori come punti di riferimento. Prezzo: 15'700 €. SCANNER 3D ARTEC SPACE SPIDER http://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2015/06/headerimage.img_.jpg Come suggerito dal nome, è la versione più evoluta dello Spider, sviluppata originariamente per lavorare nello spazio. Mantiene temperature operative ottimali e consente di ottenere la massima precisione di dieci volte più velocemente rispetto al suo predecessore, permettendo un utilizzo a lungo termine nell’acquisizione dati. A differenza della versione standard, il tempo di riscaldamento delle componenti avviene in appena 3 minuti, velocizzando notevolmente l'attesa prima della scansione. Le caratteristiche tecniche richieste per il funzionamento sono le stesse dello Spider. Guadagna inoltre un ulteriore anno di garanzia. Il costo è di 20'700 €. SHAPIFY BOOTH http://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2015/06/SCANNER-3D-PROFESSIONALI-ARTEC-shapify-booth-1024x576.jpg E’ uno scanner fisso, ma non aspettatevi di posizionarlo sulla scrivania perché ha un’altezza di 3,3 metri e un diametro altrettanto grande. E’ dotato di ben 4 scanner Artec montati su un telaio cilindrico che ospita anche luci e un telo bianco di sfondo, il tutto ruota attorno al soggetto. Ma qual è il suo target di utilizzo? E’ un prodotto collegato ad un servizio, infatti Shapify Both è fatto per essere ospitato nei vari service point di stampa 3D con lo scopo di creare modelli di un’intera persona in 12 secondi, per poi ottenere in 15 minuti il modello 3D creato automaticamente. A questo punto basta scegliere se si vuole il modello stampato dal service e spedito direttamente a casa o se si vuole il file magari per stamparselo da soli. Per acquistare la macchina sono necessari 34'700 €. http://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2015/06/scanner-3d-professionali-artec-05-Shapify.jpg http://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2015/06/scanner-3d-professionali-artec-06-1024x395.jpg Ciò che è necessario dire è che, anche se gli scanner Artec si posizionano nel segmento degli scanner 3D professionali, sono tutti caratterizzati da un'ottima semplicità d’uso. Il funzionamento è ‘plug and play’, ciò significa che, per iniziare una scansione, la lista degli accorgimenti da seguire si limita alla connessione via usb ad un pc e alla pressione del pulsante di avvio. Ulteriori facilitazioni non mancano di certo: con gli scanner Artec è possibile ottenere il modello di un oggetto in più scansioni, oppure, per evitare di scansionare con il laptop attaccato, si può acquistare la batteria esterna da 16'000 mha e lavorare in scioltezza. Per far funzionare gli scanner, Artec ha sviluppato in casa propria il software Artec Studio 10. Molte delle correzioni per i modelli scansionati possono essere delegate al programma, permettendo anche ai modellatori non esperti di ottenere un modello di alta qualità. Le principali funzioni del programma sono: allineamento automatico delle scansioni; semplificazione della mesh in modo rapido; eliminazione automatica dei target usati in fotogrammetria; correzione automatica della texture (riempimento dei buchi di texture analizzando le aree vicine); facile eliminazione delle parti non volute. http://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2015/06/scanner-3d-professionali-artec-07-software.png INDUSTRIE E APPLICAZIONI NELL’IMPRESA D’OGGI Per quanto riguarda gli scanner 3D portatili le applicazioni sono moltissime e toccano gli ambiti più disparati, permettendo realizzazioni prima inimmaginabili: medicina, con chirurgia plastica e protesi ortopediche; industria, con prototipazione, ingegneria ‘inversa’, controllo qualità; design, con ergonomia e computer grafica; arte, con musei virtuali, archeologia, restauro; criminologia. Grazie allo scanner Shapify Booth invece si apre la frontiera dei service di scansione 3D a livello locale, con possibilità di vendita del file tridimensionale o del modello direttamente stampato in 3D. Vuoi saperne di più sugli scanner 3D? Ti consigliamo qualche altro contenuto: Qual è lo scanner 3D giusto per te? Scanner 3D low-cost: 7 soluzioni Fuel3D Scanify - scanner 3D ad alta risoluzione
  22. Introduzione Nella mia esperienza personale e nel mio lavoro, l'oggetto stampato in 3D non è mai il prodotto finito, ma solo una delle fasi che il progetto attraversa, dal disegno iniziale, fino al pezzo completo. Una delle operazioni che svolgo più spesso è la replica di un oggetto stampato in 3D, utilizzando uno stampo realizzato in gomma siliconica. Questo tipo di stampi si può realizzare in maniera semplice anche in casa e non richiede attrezzature particolari. Con qualche accortezza e con un paio di trucchi il risultato sarà perfetto. Perchè fare la replica di un oggetto? Prima di tutto quali sono i motivi che possono spingere a replicare un oggetto stampato in 3D, quando potrei semplicemente stamparne un altro? Tempo: replicare un oggetto in resina richiede solitamente meno tempo rispetto ad una stampa 3D. Le resine utilizzate richiedono 20/30 minuti per essere pronte da estrarre dallo stampo. Qualità: in genere un oggetto uscito dal processo di stampa 3D presenta alcuni difetti che vanno rimossi, oppure va trattato per ottenere una superficie migliore (link all'articolo sulla rifinitura). Questo lavoro andrebbe rifatto su ogni pezzo, mentre facendo lo stampo di un oggetto rifinito, le copie avranno tutte la stessa qualità. Scelta dei materiali: indipendentemente dal materiale usato per la stampa 3D, le repliche verranno poi realizzate usando resine da colata. Di queste resine ne esistono di moltissimi tipi, con caratteristiche del tutto diverse (opache, trasparenti, colorabili, dure, morbide, elastiche, ignifughe, etc...). Quindi, essere in grado di replicare l'oggetto mi permette di sfruttare le potenzialità della stampa 3D per ottenere un pezzo da usare come "master" da replicare con costi e tempi minori o qualità dei materiali migliore. I prodotti per realizzare gli stampi Per realizzare questo tipo di stampi vengono utilizzati dei prodotti chiamati Gomme Siliconiche RTV (room temperature vulcanization), cioè che catalizzano a temperatura ambiente. Queste gomme esistono in diverse gradazioni di durezza e di resistenza alla rottura, in base al tipo di stampo che si dovrà andare a realizzare e con costi variabili (dai 10€ al kg in su). Per stampi piccoli in genere si usano gomme più morbide, mentre per stampi di dimensioni maggiori gomme via via più dure. In ogni caso, le gomme si dividono principalmente in due famiglie: gomme per policondensazione e gomme per poliaddizione. Le gomme per policondensazione si presentano sotto forma di un componente liquido della consistenza di un frullato (la gomma) e di un catalizzatore (un liquido). Il catalizzatore va aggiunto in percentuale di circa il 5% rispetto al peso della gomma (la percentuale esatta dipende dal prodotto). Queste gomme sono in genere più economiche, hanno caratteristiche di durata medie, tempi di catalisi che vanno dai 60 minuti alle 24 ore. Hanno il vantaggio di poter essere utilizzate con svariati materiali, avendo meno problemi di catalisi, quindi sono quelle ideali per i primi esperimenti. Per contro il fatto di dover usare un catalizzatore da misurare in peso richiede di doversi attrezzare con una bilancia digitale. Le gomme per poliaddizione (o gomme al platino) sono invece un prodotto più pregiato, possono essere usate anche per stampi che vanno a contatto con prodotti alimentari, hanno caratteristiche di resistenza e durata generalmente migliori e catalizzano in tempi che vanno dalle 2 alle 6 ore. Si presentano sotto forma di due componenti entrambi con la consistenza di un frullato e i due componenti vanno mischiati in rapporto di volume uno a uno, quindi in pratica, basta mischiare la stessa quantità di entrambi i componenti. Sono un prodotto dalle prestazioni migliori, che garantisce una durata maggiore e relativamente più semplici da dosare di quelle per policondensazione. Per contro sono più costose e possono presentare problemi di catalisi (quindi non indurirsi) se durante il processo vengono a contatto con alcuni materiali (pvc, lattice, plastilina con zolfo, etc). Realizzare uno stampo Per il nostro esempio utilizzerò una gomma siliconica al platino (poliaddizione) di durezza media. Per prima cosa bisogna preparare il pezzo. In questo caso sto usando un pezzo stampato e non rifinito, quindi la cosa principale da verificare è che non ci siano fori o fessure, dove la gomma si infilerebbe, impedendo poi di estrarre il pezzo dallo stampo. Per chiudere i fori ho usato della plastilina, facendo attenzione ad utilizzarne una compatibile con le gomme per stampi (quando la comprate c'è scritto e comunque dev'essere plastilina senza zolfo). http://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2015/05/stampi-in-gomma-come-duplicare-un-oggetto-stampa-3D-forum-1.jpg Per stampare questo pezzo farò il più semplice degli stampi in gomma, quello a pozzo aperto, in pratica il pezzo verrà fissato per la base e ricoperto di gomma. Come base sto usando del polistirolo espanso e per fissare il pezzo uso del nastro biadesivo. http://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2015/05/stampi-in-gomma-come-duplicare-un-oggetto-stampa-3D-forum-2.jpg Una volta fissato il pezzo bisogna costruire un recinto attorno, che funga da contenitore per la gomma. Anche per questo ho usato del polistirolo, ma si può usare in alternativa del cartone, della plastica o in maniera più creativa altre cose, come mattoncini lego, contenitori a cui viene rimosso il fondo, etc. L'importante è che quando si usa un materiale nuovo si faccia una verifica di compatibilità con la gomma (la gomma deve catalizzare a contatto di quel materiale) http://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2015/05/stampi-in-gomma-come-duplicare-un-oggetto-stampa-3D-forum-3.jpg Le gomme per stampi, per loro natura, sono in grado di inserirsi e scorrere anche nelle fessure più microscopiche. Questa caratteristica è quella che permette di ottenere stampi estremamente fedeli, ma per contro richiede che il recinto che la conterrà sia a tenuta stagna. Per garantire maggiore sicurezza in genere sigillo i bordi con del biadesivo e poi ripasso con un cordone di colla a caldo. http://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2015/05/stampi-in-gomma-come-duplicare-un-oggetto-stampa-3D-forum-4.jpg Come dicevamo prima la gomma per poliaddizione si presenta come due componenti della stessa densità. Misurare la quantità necessaria è semplice, basta riempire due contenitori allo stesso livello. http://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2015/05/stampi-in-gomma-come-duplicare-un-oggetto-stampa-3D-forum-5.jpg Una volta misurati i due componenti vanno uniti e mescolati per garantire una buona riuscita degli stampi in gomma. La diversa colorazione dei due componenti aiuta a capire quando sono ben mescolati. Per mescolarli consiglio di usare un bastoncino e di raschiare bene e a lungo bordi e fondo del contenitore. http://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2015/05/stampi-in-gomma-come-duplicare-un-oggetto-stampa-3D-forum-6.jpg http://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2015/05/stampi-in-gomma-come-duplicare-un-oggetto-stampa-3D-forum-7.jpg Per essere sicuri che i componenti siano ben mescolati si possono travasare alcune volte da uno dei contenitori all'altro. http://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2015/05/stampi-in-gomma-come-duplicare-un-oggetto-stampa-3D-forum-8.jpg Quando il composto avrà un colore omogeneo e non ci saranno striature la gomma è pronta. Noterete che si formeranno parecchie bolle d'aria che salgono in superficie. Queste bolle dipendono dall'aria che viene naturalmente inglobata in fase di mescolatura. Lasciate riposare un po' il composto, per fare in modo che le bolle più grosse escano. Un composto con troppe bolle potrebbe portare ad uno stampo di scarsa qualità e che si rompe facilmente. pro tip: in genere, in ambito professionale, prima di essere usata la gomma viene "degassata" ovvero inserita in una macchina che produce il vuoto e rimuove l'aria in eccesso. Benchè questo procedimento aumenti di molto la qualità degli stampi, richiede macchinari specifici e per stampi semplici può essere evitato con alcuni accorgimenti. http://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2015/05/stampi-in-gomma-come-duplicare-un-oggetto-stampa-3D-forum-9.jpg Una volta che il composto ha degassato un po' è pronto per essere versato. Per garantire il miglior risultato e la minore quantità di aria inglobata possibile conviene versare il contenuto molto lentamente e lasciandolo cadere sotto forma di un filo sottile. Non versate la gomma sull'oggetto ma scegliete un angolo libero della scatola e fatela scendere li. Abbiate pazienza e lasciate cadere lentamente la gomma, fino a quando l'oggetto sarà completamente ricoperto. pro tip: siccome durante tutto il processo l'aria intrappolata continua a salire verso la superficie del contenitore, la gomma sul fondo è quella meglio degassata. Per poterla utilizzare il trucco è di forare il fondo del bicchiere e lasciare che cada da li. In questo modo la gomma con più aria arriverà alla fine e si depositerà nella parte alta dello stampo, dove sarà più facile che venga eliminata. http://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2015/05/stampi-in-gomma-come-duplicare-un-oggetto-stampa-3D-forum-10.jpg A questo punto basta aspettare il tempo indicato di catalisi (per questa gomma 8 ore) e poi si può procedere all'apertura del contenitore. Se vi è avanzata un po' di gomma nel bicchiere durante il processo potete testare su quella lo stato di catalisi. http://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2015/05/stampi-in-gomma-come-duplicare-un-oggetto-stampa-3D-forum-11.jpg http://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2015/05/stampi-in-gomma-come-duplicare-un-oggetto-stampa-3D-forum-12.jpg Una volta aperto il contenitore si può procedere all'estrazione del pezzo master. Nel caso l'estrazione fosse molto difficoltosa o impossibile potete incidere i bordi dello stampo usando un bisturi o una lama molto affilata. http://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2015/05/stampi-in-gomma-come-duplicare-un-oggetto-stampa-3D-forum-13.jpg http://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2015/05/stampi-in-gomma-come-duplicare-un-oggetto-stampa-3D-forum-14.jpg Nel prossimo articolo vedremo come usare questi stampi in gomma per replicare gli oggetti.
  23. Non si può parlare di completa applicazione della stampa 3D senza unirla ad un altro strumento: lo scanner 3D. La qualità delle 3D printer di poter produrre pezzi unici e su misura, può avere senso solo se preceduta dal rilievo di un oggetto complesso. I sistemi di scansione 3D sono strumenti meravigliosi, perché ci permettono di riprodurre in modo preciso qualcosa che già esiste, che ci serve o che semplicemente desideriamo, come il pezzo di ricambio di un oggetto che si è rotto, il ritratto di un amico, un'opera d'arte che ci piace particolarmente. Eseguire un rilievo 3D di un oggetto significa ricrearne una perfetta copia digitale, cioè creare un modello 3D metricamente corretto. Le principali tecniche che abbiamo a disposizione si possono classificare in: tecniche basate su sensori passivi (image-based); tecniche basate su sensori attivi (range-based). Abbiamo già parlato delle tecniche image-based, le quali, come dice il nome stesso, si basano sull'elaborazione automatica o semi-automatica di immagini digitali per estrarre informazioni di carattere tridimensionale. Abbiamo visto che esistono numerose soluzioni open source e low-cost che permettono di ottenere rilievi 3D di qualità elevata utilizzando normali fotocamere, addirittura smartphone, e computer di medio livello. Le tecniche range-based si basano su strumenti che emettono un segnale che viene registrato dallo strumento stesso al fine di calcolare una misura di distanza: appartengono a questa categoria gli scanner, le stazioni totali, i GPS e i radar. In particolare, gli scanner 3D laser e a luce strutturata sono gli strumenti più noti e che hanno riscontrato il maggior successo, rendendo relativamente semplice acquisire in 3D oggetti di qualsiasi dimensione. La diffusione di questi strumenti è però ancora ostacolata da un costo elevato, spesso insostenibile per un semplice appassionato o anche per il piccolo professionista, per questo motivo ci soffermeremo sui principali scanner 3D di fascia medio-bassa (qui invece un elenco dei principali scanner low-cost o DIY), in grado di riunire prestazioni interessanti a un costo ragionevole. Esistono numerosi modelli e non risulta facile orientarsi tra prodotti che appaiono spesso molto simili tra di loro. La condizione ideale è sempre quella di poter sperimentare in prima persona lo scanner, in modo tale da rendersi conto della facilità d'uso e del risultato finale. Poiché spesso questo non è possibile, diventa fondamentale analizzare bene la scheda tecnica per capire come lo strumento lavora e ipotizzare i risultati che produrrà. Ci sono infatti alcuni fattori che determinano il grado di qualità di uno scanner 3D (e quindi della scansione) e di conseguenza ne determinano il prezzo. Inoltre, è opportuno individuare lo scanner più adeguato alle proprie esigenze: come per qualsiasi altro strumento, non esiste lo scanner universale, cioè adatto a ogni tipo di situazione, ma ogni prodotto dà il meglio di sé in certe situazioni e non in altre. Quindi, quali sono le caratteristiche che dobbiamo considerare nella scelta di uno scanner? Accuratezza: indica il grado di precisione dello scanner; ad esempio un'accuratezza di 0,1 mm indica che ogni punto della nostra scansione potrebbe in realtà avere un errore di posizione di 0,1 mm; Risoluzione: indica la dimensione minima che lo scanner è in grado di rilevare; ad esempio un'accuratezza di 1 mm indica che se l'oggetto da rilevare ha piccoli particolari di dimensione inferiori, questi non compariranno nella scansione (1 mm sembra un buon valore, ma in realtà basti pensare che la filettatura di una vite non verrebbe rilevata); Volume: indica la dimensione massima di un oggetto che può essere rilevato in un'unica scansione; se scegliamo uno scanner portatile sarà sempre possibile rilevare un oggetto in più scansioni e riunirle alla fine; Output: tutti gli scanner esportano in almeno uno dei formati standard, come STL, PLY o OBJ, ma ciò che non tutti fanno è acquisire a colori o esportare una texture; è un elemento importante da considerare se il rilievo ci serve per la stampa a colori o per altri impieghi in cui la resa del colore è importante, ad esempio in computer grafica; Compatibilità: non tutti gli scanner sono multipiattaforma (Windows, MacOS e Linux), è bene quindi prestare attenzione a questo aspetto; Condizioni ambientali: ci sono scanner che lavorano molto bene anche al buio e scanner che lavorano molto male alla luce solare, non è sempre indicato nelle schede tecniche ma in generale i sistemi laser non presentano grossi problemi in quasi tutte le condizioni, mentre i sistemi basati su fotometria possono essere influenzati negativamente dalle condizioni di luce; Velocità: raramente è dichiarata, ma in generale i sistemi a luce strutturata sono molto più veloci dei sistemi laser; se dobbiamo rilevare un oggetto la velocità non è un grosso problema, ma se dobbiamo rilevare una persona allora diventa un aspetto non trascurabile; Prezzo: naturalmente il prezzo sarà influenzato da tutti questi parametri, a migliori performance corrisponde sempre un prezzo maggiore; ciò significa che non è possibile aspettarsi grandi prestazioni da uno scanner a bassissimo costo. Sulla base di questi parametri proviamo ora a valutare i principali scanner di fascia di prezzo medio-bassa suddividendoli in due categorie: scanner portatili; scanner desktop. Scanner portatili Tra gli scanner portatili il più noto è il Sense prodotto da Cubify, disponibile sia come scanner da collegare al PC, sia nella versione per iPad, con caratteristiche tecniche molto simili. Il prezzo è molto competitivo, ma la risoluzione non è particolarmente elevata e non permette scansioni di precisione; si tratta di una soluzione ottimale per chi deve fare scansioni di oggetti di medie/grandi dimensioni che non presentano particolari troppo minuti. Certamente più preciso è lo Scanify della Fuel 3D, che promette una risoluzione spaziale di gran lunga minore e che permette, cosa non trascurabile, di esportare una texture insieme al modello. Le scansioni si prestano quindi non solo alla stampa 3D tradizionale, ma anche a quella a colori, nonché ad applicazioni legate alla computer-grafica. Scanner desktop Tra gli scanner desktop spiccano quelli prodotti da Next Engine e David, laser il primo, a luce strutturata il secondo. La fascia di prezzo è piuttosto alta, ma le prestazioni sono di tutto rispetto: garantiscono accuratezza e risoluzione molto elevata, una buona gestione della texture; unico neo è la compatibilità solamente con sistemi Windows. Entrambi sono corredati da software che consentono facilmente di unire più nuvole di punti, quindi di acquisire anche oggetti di grandi dimensioni. Per quanto riguarda il primo, da segnalare l'integrazione con SolidWorks. Ci sono poi una serie di prodotti di fascia di prezzo decisamente inferiore, dai 1.000 euro in giù, che presentano comunque caratteristiche interessanti: Rubicon (Rubitech), Digitizer (Makerbot), Matter and Form 3D Scanner, EinScan-S (Shining 3D) e Cubik (CadScan). Sono tutti basati su piattaforme fisse rotanti, motivo per cui i volumi di scansione sono piuttosto contenuti, fa eccezione solo EinScan-S che presenta anche una modalità di scansione a mano libera. In base al rapporto qualità/prezzo Rubicon è quello più interessante in quanto ha un'accuratezza molto elevata e gestisce il colore tramite texture fino a 5 MP di risoluzione. Tra tutti questi l'unico che ho avuto la possibilità di testare personalmente è il Sense di Cubify. Qualcuno ha avuto modo di utilizzare qualcuno degli altri e vuole dirci cosa ne pensa?
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