L'importanza del ventilatore a strati

Quando si parla delle parti funzionali di una stampante 3D FDM, la ventola di livello è uno dei componenti più importanti. Una stampante 3D ha solitamente due ventole nell'area HotEnd, una incaricata di raffreddare il diffusore  HotEnd e l'altra che raffredda il materiale in uscita dall'ugello. In questo articolo parleremo di quest'ultima, la ventola del layer.

Quando è necessario

Ogni utente ha provato a stampare un pezzo con un'area piccola, dove l'ugello si muove costantemente nella stessa area, un processo che causa l'accumulo di calore in eccesso e l'ammorbidimento del pezzo. Lo stesso accade quando si stampano pezzi sottili e alti, come ad esempio un cilindro con un diametro ridotto, dove il calore si accumula nella stessa area e deforma il pezzo in modo catastrofico. Un'altra deformazione tipica si verifica sui cantilever fortemente inclinati, dove il materiale ancora caldo viene deformato dall'azione di essere sospeso nell'aria, finché non si solidifica.

Tutti questi problemi possono essere risolti semplicemente utilizzando il ventilatore a strati nel modo corretto.

Figura 1: Piccoli pezzi senza e con ventilatore

Materiali compatibili

Prima di parlare di come impostare il ventilatore a velo, l'utente deve sapere con quali materiali è consigliato l'uso del ventilatore a velo e con quali è sconsigliato l'uso.

PLA

Il PLA è il materiale per eccellenza che necessita del ventaglio di stratificazione, a causa del suo basso punto di rammollimento. Ciò significa che se l'ugello viene posizionato nella stessa area per brevi periodi di tempo, la parte subirà una deformazione irreversibile. Per questo motivo, la ventola è un componente fondamentale in tutte le stampanti 3D FDM che utilizzano il PLA o un materiale composito contenente PLA come materiale di base.

ABS

Questo materiale e altri simili, come l' ASA, sono totalmente incompatibili con la ventola a strati. L'ABS, infatti, è molto sensibile alla perdita di temperatura in presenza di correnti d'aria, con aumenti così bruschi da provocare crepe (delaminazione degli strati) e il fallimento totale della stampa. Per questo motivo, è di vitale importanza utilizzare ABS e ASA con stampanti 3D completamente chiuse.

 Altro

Oltre ai materiali sopra menzionati, nella stampa 3D FDM esistono molti altri tipi di filamenti e ognuno di essi ha una configurazione di stampa diversa. Per questo motivo, di seguito è riportata una tabella con la maggior parte dei materiali disponibili e se necessitano o meno di un ventilatore di strato:

 Tabella 1: Ventaglio di strati in funzione del materiale

 Consigli degli esperti

Una volta che l'utente sa se deve usare il ventaglio di strati, deve sapere come usarlo e quando.

All'inizio di una stampa, l'utente ha bisogno che il primo strato aderisca alla base in modo sufficientemente saldo da non staccarsi durante la stampa. Questo risultato si ottiene non solo utilizzando un prodotto per migliorare l'adesione, ma anche mantenendo la temperatura stabile, motivo per cui la ventola del layer dovrebbe essere spenta per i primi due strati. Una volta che la stampa ha raggiunto una certa altezza, la velocità della ventola deve essere regolata in base alla geometria del pezzo in ogni strato. In generale, ci sono due casi in cui è necessario variare la velocità: quando il tempo di stampa di uno strato è superiore a 5 secondi e quando è inferiore a 5 secondi. Nel primo caso, la velocità del ventilatore dello strato deve essere aumentata linearmente dal 70% con tempi di strato di 20 secondi o più al 100% con strati di 5 secondi. Quando il tempo di rivestimento è inferiore a 5 secondi, l'utente deve far funzionare la ventola di rivestimento al 100% della velocità, a volte con una velocità insufficiente che causa la deformazione del pezzo. Questo problema, che si verifica spesso quando si realizzano pezzi stretti e alti, si risolve stampando simultaneamente diversi pezzi il più possibile distanti l'uno dall'altro, in modo che ogni strato abbia il tempo di raffreddarsi.

Qualsiasi software di laminazione (Cura3D, Simplify3D, Slic3r...) consente di modificare la velocità della ventola di stratificazione all'altezza desiderata del pezzo.

Figura 2: Configurazione del ventaglio di livelli in Simplify3D. Fonte: Simplify3D

Conclusione

È importante che tutti gli utenti di stampanti FDM 3D sappiano come utilizzare correttamente la ventola di stratificazione, poiché si tratta di un componente aggiuntivo che aumenta la qualità e la complessità dei pezzi.