5 cose che devi sapere prima di iniziare a stampare in 3D


Chi da bambino si divertiva a incollare i rotoli di cartone e ritagliare scatole di cereali per farne astronavi o piste per automobiline ha subito certamente il fascino della diffusione di massa delle stampanti 3D. Il sistema oggi è talmente diffuso che possiamo incontrare piccoli apparecchi per la prototipazione rapida nelle scuole, in molti studi di design e di architettura, anche nei salotti o nei garage dei makers e degli appassionati di modellismo. Per i più piccoli, esistono stampanti (quasi) giocattolo dedicate e altri accessori, come le penne 3D.

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La tentazione di lanciarsi in un futuro abbastanza contemporaneo e alta, ma ci sono alcuni aspetti generali da considerare per un approccio sereno a una tecnologia che, sebbene stia diventando una regola in alcuni tipi di produzione industriale e nella prospettiva dei viaggi spaziali, rimane ancora un mondo relegato alle nicchie di geek e smanettoni.

Vediamo inseme cosa serve sapere prima di iniziare a stampare in 3D.

#1. La scelta della postazione è importante

Una delle prime cose da considerare è l’ambiente in cui vogliamo utilizzare il nostro strumento per stampare in 3D. Anche se alcuni degli aspetti da tenere presenti sono legati alla scelta del materiale che andremo a utilizzare, ci sono alcune regole di base che è bene rispettare a partire da questa fase preliminare.

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La stanza

La scelta della stanza adatta risulta quindi essenziale: soprattutto per i modelli entry level, attraverso i quali la maggior parte dei futuri appassionati si avvicina al mondo della manifattura additiva, è bene prevedere una certa quantità di inquinamento acustico; l’esposizione prolungata al tipico suono di elementi meccanici, cinghie e motori può diventare fastidiosa, soprattutto nelle ore notturne e considerando che il processo di stampa è spesso molto lungo.

By Kristian Bang - Own work, CC0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=44239428

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Impensabile, dunque, utilizzare la camera da letto (magari il salotto?) come base per la nostra creatività, così come la cucina e, in generale, gli ambienti in cui mangiamo o soggiorniamo molte ore, a meno che non siano ampli e areati: l’ideale è una stanza separata dagli ambienti domestici, sufficientemente ampia e dotata di finestre o un sistema di aerazione, per tutelare meglio anche la salute.

La base d’appoggio

Anche la base di appoggio della stampante deve essere scelta con cura: le vibrazioni sono tra le principali cause di pessimi risultati sulle stampe, ma anche i più facilmente risolvibili. Risulta utile appoggiare la stampante 3D su un tavolo ampio, ad un’altezza comoda per la quale sia possibile compiere le classiche operazioni di manutenzione e di stampa dei pezzi; se si dispone di sufficiente spazio, l’ideale è non appoggiare il tavolo alle pareti ma lasciarlo libero sui lati in modo da poter girare intorno alla stampante (occhio a non inciampare nei cavi, però!). Qualunque sia il modello di macchinario scelto, la posizione centrale del tavolo sarà utile per accedere agli scomparti di alimentazione o per caricare e cambiare i filamenti di stampa.

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Un tavolo abbastanza ampio ci consentirà di tenere a portata di mano tutti gli strumenti basici, che cambiano a seconda del modello o del sistema di stampa, come comune lacca per capelli o biadesivo, per chi non dispone di un piatto riscaldato in grado di creare grip con il materiale appena estruso ed evitare che la stampa si stacchi, fino a chiavi a brugola, cacciaviti adatti, pinzette, parti di ricambio. Un tavolo con un paio di cassetti rappresenta una soluzione ideale per chi non vuol tenere tutto a vista, considerato che il piano va tenuto libero per la bobina di filamento, che deve poter scorrere liberamente.

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Un occhio alla sicurezza

Stampe incomplete, attrezzi, materiali in bilico sul tavolo: un occhio sempre alla sicurezza! Se in casa non sei solo o hai bambini piccoli in giro per il salotto, assicurati che l’ambiente destinato alle stampe possa essere reso inaccessibile.

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Oltre ad evitare incidenti domestici, anche che la stampa di 32 ore di Batman sarà al sicuro da imprevisti. Un buon gruppo di continuità permetterà anche a chi non dispone di stampanti di ultima generazione dotate di funzioni di recupero delle stampe interrotte di non sprecare materiali e ore stampa quando va via la corrente.

#2. Non tutte le stampanti sono adatte alle tue necessità

Per qualcuno può suonare strano, ma esistono modelli di stampante 3D acquistabili con 100 euro o poco più. Il sistema di stampa 3D comunemente conosciuto, che riscalda un materiale e lo spinge attraverso un estrusore a una dimensione precisa (sono molti, invece, altri sistemi più complessi che induriscono polimeri con il laser, ad esempio) è ormai ampiamente sdoganato e molti dei modelli più economici sono composti da kit assemblabili messi insieme proprio sulla base di modelli esistenti, da competitor “clone”.

Non esiste, quindi, il modo per individuare la stampante perfetta: come per le altre scelte, dipende molto dalle competenze che già si possiedono ma anche dallo spazio a disposizione, dal budget, dalla voglia di “smanettare” e dalla predisposizione a farlo. La verità, come è facilmente rilevabile frequentando le molte community online, anche su Facebook, dedicate all’argomento, che una manutenzione eccellente e un rispetto dei parametri puntuale producono ottimi risultati anche con macchinari non particolarmente blasonati. Un grosso investimento sullo strumento non significa, infatti, poter fare a meno delle operazioni necessarie di pulizia e manutenzione, come delle accortezze per rendere l’apparecchio funzionante e sicuro.

Stampanti Delta e Cartesiane

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La famiglia delle stampanti 3D si divide quindi in due rami principali: i sistemi delta, composti da tre bracci sui quali scorrono i carrellini che agganciano il nozzle di stampa, e quelli cartesiani, che utilizzano un sistema a binario che spinge il carrello nelle direzioni desiderate. Non esiste una obiettiva superiorità di un sistema rispetto all’altro ma, solitamente, le stampanti Delta consentono di sviluppare un maggiore volume di stampa in altezza. Anche per quanto riguarda il budget, entrambe le possibilità offrono modelli per tutte le tasche.

La sicurezza al primo posto

Se lo strumento viene utilizzato in presenza di bambini o persone non informate sulle possibili conseguenze di un uso improprio della stampante (il blocco riscaldante può superare i 250° di temperatura), è importante scegliere un modello con sistemi di sicurezza adatti, come la dotazione di sportellini collegati con il sistema di stampa, che impediscano l’accesso al vano quando la machcina è in funzione.

#3. La scelta del materiale non va sottovalutata

Ci sono stampanti 3D in grado di stampare davvero di tutto: alcune realizzano fantastici monumenti di cioccolata e altre, con basi di grandi dimensioni, realizzano intere costruzioni abitative. Alcune aziende costruiscono stampanti a creta, che poi diventerà ceramica cotta nei forni, altre sono fatte per utilizzare l’alluminio, ma la maggior parte dei modelli in commercio stampa agevolmente PLA e ABS, anche se i più arditi provano a utilizzare materiali diversi non espressamente supportati dalle case produttrici. Non è consigliato, certo, ma dove saremmo oggi senza le pazze sperimentazioni di chi ha poca competenza con una certa materia?

PLA e ABS

La differenza sostanziale tra PLA e ABS è che la prima è a base di acido polilattico ed è quindi biodegradabile. Il suo utilizzo è accettabile anche negli ambienti domestici, perché alla temperatura di fusione del materiale (tra 195 e 200 gradi circa) non vi è produzione di fumi; è creato dalla lavorazione di vari prodotti vegetali, tra cui mais, patate o barbabietole da zucchero. Per i materiali a base plastica come ABS il discorso è diverso e, in virtù della loro composizione, è sempre consigliato operare in un ambiente ben areato e/o con filtri atti alla purificazione dell’aria, ma sono materiali più robusti, più facilmente lavorabili e dotati di maggiore flessibilità (i famosi mattoncini LEGO sono fatti di ABS).

Sintetizzando, potremmo dire che i materiali a base organica come il PLA sono più adatti per stampe ad uso esclusivamente estetcio, data la grande varietà di colori e di translucenze che è possibile ricavare, mentre l’ABS si presta perfettamente a produzioni di tipo più pratico e funzionale, come la realizzazione di incastri duraturi.

I materiali per la stampa arrivano sotto forma di filo, avvolti in bobine che si organizzano in peso (e non in metri di filamento). Si parte dai piccoli formati da 250 gr. per arrivare alle confezioni da 5 kg, solitamente acquistate da laboratori o da chi dispone di stampanti per grandi formati.

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Ci sono stampanti che utilizzano prodotti dedicati o resine speciali, per utilizzi più vicini alla modellazione odontotecnica o all’arte orafa. La scelta di questi macchinari è tuttavia vincolata a una conoscenza tecnica più approfondita.

#4. Dove puoi trovare i file da stampare

A meno che non si disponga di competenze specifiche sulla modellazione dei file con software appositi (sono perfetti programmi professionali come Rhinoceros ma anche tool gratuiti online come Tinkercad, a seconda della complessità del progetto), sarà necessario rivolgersi alle molte community online che raccolgono librerie di file da stampare. Il procedimento è semplice: si scarica un file, di solito in formato .stl, e lo si passa attraverso lo slicer (il più famoso è Cura di Ultimaker, ma ce ne sono molti altri), che si occupa di sezionare il file in livelli stampabili e restituisce un file .gcode già pronto alla stampa.

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Sul web c’è davvero ogni cosa possiate immaginare di voler stampare. Per rendersene conto facilmente, basta visitare il popolare Thingiverse, molto diffuso tra i maker, ma anche Myminyfactory che, attraverso il progetto Scan the World, raccoglie migliaia di file di arte classica e moderna raccolte tramite scanner digitali in tutto il mondo.

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Se non c’è l’esigenza specifica di progettare file su misura ma ci si può accontentare della riproduzione del casco di Darth Vader a grandezza naturale, in queste repository sono disponibili anche progetti “one print” (o “single print” o ancora “print in place”): sono progetti, di solito molto rapidi da stampare, non troppo grandi, che non richiedono assemblaggi particolari ma vengono stampati in unica soluzione.

Tuning e coding

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Grande spazio all’interno delle raccolte è dedicato dai maker ad Arduino e a Raspberry, ma anche al mondo stesso delle stampanti 3D, con una lunghissima serie di upgrade stampabili, gadget, accessori, porta bobine e altro materiale da geek della stampa. Coding e stampa 3D sono due mondi che viaggiano vicini e spesso si incrociano, tanto da convergere tanto nei Fab Lab quanto in molti dei progetti gratuiti a disposizione di tutti.

#5. La pazienza

Con le stampanti 3D puoi stampare praticamente di tutto, molto dipende anche dalla pazienza di cui disponi.

Ne servirà una bella quantità: abituati al tutto e subito a portata di click, attendere 4 ore per stampare un portachiavi di 4 cm può sembrare un tempo lunghissimo. Questa percezione non è molto centrata perché non mette in luce il vero potenziale della diffusione di questi strumenti nelle case di tutti: la prototipazione rapida.

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I settaggi e il livellamento del piano

Anche i settaggi e le configurazioni esatte, a meno che non si opti per un modello professionale già assemblato (magari con sportellino di sicurezza e filtri per l’aria), richiedono il giusto tempo per non incorrere in stampe che si sollevano dal piatto di stampa o in imperfezioni sulle superfici. C’è poco da fare: si tratta di un sistema meccanico, quindi più precise e puntuali saranno i montaggi, le configurazioni e le manutenzioni, migliore sarà il risultato. Viceversa, potremo sempre accontentarci di una stampa di prova imperfetta, quando necessario, ma il rischio di usurare parti e componenti utilizzandoli impropriamente esiste.

Il sistema di stampa 3D, che sia Delta o su assi cartesiani, non è pensato per la realizzazione finale (e meno di questo, in serie) di un prodotto.

Il vantaggio principale per chi si occupa di progettazione e la netta diminuzione del tempo necessario per arrivare dall’idea al prototipo, al quale si accompagna un deciso decremento anche dei costi per la prototipazione, che non ha bisogno di stampi per le bozze di progettazione. Una volta perfezionato il processo, può essere standardizzato e industrializzato, magari applicando le strutture della decentralizzazione della fabbrica per puntare verso organizzazioni di produzione diffusa.

Immaginare invece di replicare

Ribaltando la prospettiva e considerando l’oggetto stampato come una riproduzione di un progetto pensato solo 6/8 ore prima, il tempo stampa non risulta poi così lungo.

Uno dei limiti maggiori al diffondersi di una “cultura maker” trasversale all’interno del tessuto sociale è la nostra incapacità di liberarci delle sovrastrutture quando entriamo in contatto con cose che non conosciamo: sarà necessario, avendo a disposizione un oggetto in grado di dare forma a qualunque volo pindarico della mente umana, liberarsi dalla logica del portachiavi e del fischietto e iniziare a progettare e stampare soluzioni ardite, cose nuove, fantasie. Invece di scimmiottare l’industria, che produce pezzi tutti uguali, puntare sull’unicità dell’artigianato digitale può essere la scelta giusta.

Se l’utilizzo è invece prevalentemente ludico o artistico, infatti, le ore necessarie a realizzare l’oggetto perdono completamente di significato, quando non diventano addirittura esse stesse hobby e passatempo: anche dopo migliaia di ore di stampa, seguirne il processo è visivamente molto affascinante, quasi ipnotico.

Per avvicinarsi al mondo dei maker

Maker Faire Rome è una manifestazione nata per soddisfare un pubblico di curiosi di tutte le età che vuole conoscere da vicino e sperimentare le invenzioni create dai makers. Idee che nascono dalla voglia di risolvere piccoli e grandi problemi della vita di tutti i giorni, o anche solo divertire e intrattenere.

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Organizzato dalla Camera di Commercio di Roma, attraverso la sua Azienda speciale Innova Camera, Maker Faire Rome – The European Edition 4.0 è un evento che unisce scienza, fantascienza, tecnologia, divertimento e business dando vita a qualcosa di completamente nuovo.

Non solo una fiera per addetti ai lavori: si possono trovare invenzioni in campo scientifico e tecnologico, biomedicale, manifattura digitale, internet delle cose, alimentazione, agricoltura, clima, automazione e anche nuove forme di arte, spettacolo, musica e artigianato.

Maker Faire Rome – The European Edition è il più grande Maker Faire al di fuori degli Stati Uniti ed il secondo al mondo per numero di visitatori con oltre 100 mila presenze registrate nell’edizione del 2017.





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