Che cos'è il flusso di stampa 3D e come regolarlo

In questo articolo parleremo di cosa sia il flusso e della sua importanza nella stampa 3D. Vi spiegheremo anche come calibrare questo parametro in modo che la stampante 3D dia i migliori risultati possibili.

Flusso di una stampante 3D

Il flusso è la quantità (il volume per essere più precisi) di filamento che passa attraverso l' esstrusore in base ai parametri di stampa selezionati per realizzare un modello. Il calcolo del flusso viene eseguito automaticamente dalla stampante 3D in base ai passi/mm stabiliti dal produttore della stampante 3D per il motore dell'estrusore, in funzione del diametro del filamento e del diametro di uscita dell'ugello.

Come calibrare la stampante 3D quando si cambia estrusore

Se l'estrusore viene cambiato o modificato, ad esempio per un E3D Titan Aero, è necessario regolare i passi/mm del motore dell'estrusore.

Immagine 1: estrusore E3D Titan Aero. Fonte: E3D

La prima cosa da fare è sapere quanti passi/mm utilizza la stampante 3D. Questo si riflette nella parte "Controllo>Movimento>Estrusore", in questo caso il valore è 104,5 Passi/mm.

Figura 2: Passi dell'estrusore/mm

Vengono effettuati due segni sul filamento, a 20 mm e 25 mm di distanza dall'inizio dell'estrusore.

Figura 3: Segni sul filamento per calcolare il numero corretto di passi/mm

 Il filamento viene spostato di 20 mm dallo schermo di controllo nella sezione di movimento.

Immagine 4: Spostamento del filamento di 20 mm

Successivamente, si controlla se lo spostamento del motore dell'estrusore è corretto. In caso contrario, l'errore viene misurato con un calibro per poterlo correggere. Con tutti i dati di cui sopra e utilizzando la seguente formula si ottengono i passi/mm corretti per il motore dell'estrusore.

Figura 5: Formula Estrusore Passi/mm

Al termine del calcolo, è sufficiente modificare i passi/mm nella schermata di controllo e salvare i nuovi dati.

D'altra parte, tutti i software di laminazione 3D hanno una sezione in cui è possibile modificare la quantità di flusso (rapporto di flusso) al variare delle densità dei diversi materiali che esistono nel mondo della stampa 3D FDM/FFF. Questo rapporto è molto importante quando si tratta di ottenere sia la finitura superficiale desiderata sia le dimensioni reali del progetto CAD, perché altrimenti sarà molto difficile produrre pezzi che si incastrano o si collegano tra loro.

Prima di regolare il flusso, prepariamo correttamente la stampa 3D

Prima di spiegare come regolare il parametro della portata, vorremmo ricordare una serie di consigli da tenere sempre presenti prima della stampa 3D. Controllare sempre lo stato dell'ugello, che non presenti un'usura eccessiva della punta o che sia sporco sia internamente che esternamente. Controllare che la temperatura di estrusione sia quella raccomandata dal produttore del filamento, perché se questa raccomandazione non viene rispettata, la calibrazione del flusso sarà inefficace e non si otterrà mai un buon risultato. Infine, cosa forse più importante, la base deve essere ben nlivellata e calibrata modo che il modello stampato non presenti deviazioni dimensionali nell'asse parallelo alla base di stampa (asse z).

Il test del secchio per la regolazione della portata di stampa

Per regolare il parametro della portata, è necessario eseguire il test del cubo. Questo test consiste nella stampa di un cubo cavo senza la faccia superiore, per verificare che lo spessore delle facce laterali corrisponda a quello del progetto.

Figura 6: Cubo di calibrazione del flusso

 Nel nostro caso abbiamo stampato un cubo con uno spessore della faccia laterale di 0,80 mm, progettato da 3D_MaxMaker che potete trovare su Thingiverse. I parametri di stampa sono:  ugello da 0,40 mm, larghezza dello strato di 0,80 mm (per creare due strati esterni e rendere più precisa la misurazione) e portata del 100%.

Figura 7: Con una portata del 100 % il cubo è sovradimensionato.

Utilizzando il PLA con una portata del 100 % (raccomandata del 90 %) abbiamo ottenuto una misura di 0,88 mm, che è chiaramente sovradimensionata. Per correggere questa deviazione applicheremo la seguente formula:

Figura 8: Formula per il calcolo del flusso di estrusione richiesto per qualsiasi materiale

Una volta ottenuta la nuova portata (90 %), non resta che modificare il parametro nel software di laminazione 3D utilizzato, nel nostro caso Cura 3D.

 Figura 9: Modificare la portata al 90%.

Stampare nuovamente il cubo per verificare che le misure ottenute con il nuovo rapporto di flusso siano corrette.

Figura 10: Misure corrette nel calcolo della portata necessaria per il PLA

Come abbiamo già detto, la densità dei  materiali  utilizzati nella stampa 3D non è la stessa, quindi per ogni materiale e produttore è consigliabile effettuare questa regolazione.

Eseguendo questo semplice processo di correzione, tutte le stampe 3D realizzate guadagneranno in qualità superficiale e proporzionalità dimensionale.

In sintesi, il flusso è uno dei parametri più dimenticati nella stampa 3D FDM, pur essendo uno dei più importanti per ottenere parti di successo.