Gadget, giochi e artigianato con la stampa 3D FDM

Alcuni degli usi comuni della stampa 3D FDM includono la prototipazione rapida, lo sviluppo di prodotti, la produzione di utensili e la fabbricazione di parti funzionali. Tuttavia, grazie alla sua accessibilità e convenienza, la stampa 3D FDM è anche uno strumento estremamente utile per usi hobbistici come la modellazione personalizzata, il cosplay, la decorazione domestica, la realizzazione di miniature, gli accessori per giochi, ecc.

In questo articolo presenteremo 5 progetti ispiratori che possono essere realizzati con l'aiuto delle stampanti desktop FDM 3D.

Parti LEGO e LEGO Duplo

LEGO, l'iconica azienda giocattolo danese, stimola la creatività e l'immaginazione con i suoi mattoncini di plastica ad incastro. Dal 1932, LEGO ha affascinato generazioni, promuovendo la risoluzione dei problemi e le competenze tecniche, e offrendo infinite possibilità di costruzione. Dai semplici edifici a set a tema, LEGO continua ad ispirare gioia e giocosità in tutto il mondo.

Video 1: Stampa in 3D i tuoi mattoncini LEGO con Prusa. Fonte: Prusa3D. 

I mattoni LEGO originali sono realizzati con la tecnologia di stampaggio ad iniezione e anche se la stampa 3D FDM non può ricreare quel tipo di precisione (fino a 0,01 mm) e ottima finitura superficiale, si avvicina abbastanza quando vengono utilizzati il materiale giusto e metodi di post-elaborazione. Con una stampante 3D ben calibrata, livellata e mantenuta, è possibile ottenere risultati soddisfacenti con la stampa 3D FDM regolando lo spessore del muro delle parti e altri parametri di stampa nel software di laminazione. Dopo qualche esperimento, è possibile stampare in 3D set LEGO personalizzati completi e persino blocchi compatibili con i pezzi LEGO originali.

Immagine 1: Un modello della sede di Prusa costruito con mattoncini LEGO stampati in 3D. Fonte: Prusa3D. 

Stampare i propri mattoncini LEGO ha limitazioni in termini di costo e tempo. Le parti LEGO stampate in 3D richiedono una post-elaborazione che richiede tempo, come rimozione del brim e possibile levigatura con acetone se il materiale è ASA/ABS, il che implica un maggiore investimento in termini di costo e tempo. Ecco perché la tecnologia FDM è ottima per realizzare parti speciali personalizzate o pezzi di ricambio mancanti per i set LEGO, o persino set LEGO più grandi, ma non molto conveniente per la produzione di massa.

Immagine 2: Confronto tra un mattoncino LEGO originale e mattoncini LEGO stampati in 3D. Fonte: Prusa3D.

Una cosa non consigliata da stampare con la tecnologia FDM sono parti molto piccole o fragili come i dettagli delle mini figure LEGO (qui la stampante 3D SLA è la scelta migliore). Per quanto riguarda i materiali FDM, è consigliabile utilizzare ABS (il materiale dei mattoncini LEGO originali) per la sua resistenza all'abrasione e la possibilità di levigare le parti in un bagno di acetone. Un'altra ottima alternativa è ASA che è leggermente più facile da stampare e post-elaborare rispetto all'ABS. Il PLA non è consigliato poiché le parti potrebbero perdere la loro aderenza nel tempo a causa dell'abrasione.

Deve anche essere tenuto presente che LEGO è un marchio registrato e fabbricare e distribuire repliche esatte dei mattoncini LEGO senza il permesso legale del marchio avrà conseguenze legali. Tuttavia, stampare set personalizzati o parti e accessori compatibili per uso hobbistico è un'ottima idea.

Un altro punto importante da tenere presente è che le parti LEGO stampate in 3D potrebbero non essere adatte ai bambini piccoli a causa della forza necessaria per collegare le parti stampate con PLA, così come la potenziale tossicità delle parti stampate in 3D con tecnologia SLA. 

Ci sono molti design di mattoncini LEGO open-source disponibili su Internet, ad esempio i mattoncini LEGO progettati da Prusa3D che possono essere stampati con successo sulla stampante Original Prusa i3 MK3S+.

Immagine o foto in 3D

Stai cercando un regalo o decorazione originale e vuoi andare oltre il semplice inserimento di una foto sviluppata in una cornice? Questo progetto di stampa 3D FDM fa al caso tuo. Puoi trasformare un disegno del tuo bambino, il logo della tua azienda, la tua band o squadra sportiva preferita, o una fotografia in un oggetto 3D senza la necessità di padroneggiare l'uso di programmi di modellazione 3D avanzati come Fusion360, Blender o SketchUp.

Immagine 3: Portachiavi stampati in 3D da un disegno. Fonte: Prusa3D.

La prima opzione coinvolge lo strumento gratuito Selva e questi sono i passaggi:

1. Prima di tutto, devi scegliere un'immagine che non sia troppo complessa e abbia colori chiaramente separati con transizioni nitide (altrimenti sarà necessario un ugello con un diametro di 0,25 mm o inferiore).
2. Successivamente, scannerizza l'immagine con il DPI più alto possibile per una qualità ottimale e "pulisci" l'immagine nel software di fotoritocco per rimuovere lo sfondo o migliorare le transizioni di colore.
3. Carica l'immagine nello strumento Selva e procedi a modificarla con gli strumenti "Soglia" e "Altezza" per ottenere l'effetto desiderato.
4. Salva l'immagine utilizzando il pulsante "Scarica un file STL di qualità standard gratuitamente".
5. Usa il software di laminazione a tua scelta per preparare il progetto per la stampa e ... pronto!

La seconda opzione per trasformare una foto in un oggetto 3D è realizzare un litofano. Un litofano è un'opera d'arte traslucida o trasparente creata intagliando o incidendo un disegno su un materiale, come porcellana o ceramica, con spessori variabili.

Immagine 4: Un litofano stampato in 3D con tecnologia FDM. Fonte: Prusa3D.

Quando illuminato da dietro, l'immagine diventa visibile con sfumature e dettagli, formando un effetto tridimensionale. Ciò può essere fatto con la stampa 3D FDM nel seguente modo:

1. Carica la foto o l'immagine di tua scelta su questo strumento online gratuito. Si consiglia di utilizzare una foto con risoluzione di 500×500 o inferiore.
2. Una volta che il modello 3D è stato generato automaticamente, è necessario regolare 2 impostazioni di generazione del modello: convertire l'immagine positiva in un'immagine negativa e impostare lo strato più sottile su 0,4 mm.
3. Scarica il modello e aprilo nel tuo software di laminazione.
4. Passa l'altezza dello strato a 0,10 mm (o 0,05 mm con un ugello da 0,25 mm).
5. Imposta i seguenti valori in "Impostazioni di stampa - Strati e perimetri": Perimetri: 1; Strati superiori solidi: 1; Strati inferiori solidi: 1.
6. Imposta il riempimento al 95 % rettilineo.
7. Non ridimensionare l'oggetto nell'asse Z poiché distorcerà il flusso di luce attraverso l'immagine.

Con questa configurazione Prusa collaudata e testata e il giusto colore del filamento (bianco, crema, argento o viola sono i migliori), avrai il tuo litofano stampato in 3D. Puoi migliorare ulteriormente il litofano stampato in 3D colorando il retro con pennarelli colorati standard.

Giochi di ruolo da tavolo e accessori

I giochi di ruolo da tavolo hanno guadagnato popolarità negli anni '70 e '80, offrendo un'esperienza unica di interazione faccia a faccia e componenti fisici. Inizialmente giochi "penna e carta", sono evoluti con versioni confezionate. È qui che entra in gioco la stampa 3D, offrendo ai fan dei giochi di ruolo da tavolo la possibilità di stampare in 3D i propri oggetti e accessori personalizzati, migliorando così l'esperienza immersiva dei giochi di ruolo da tavolo.

Video 2: Miniature di Dungeons & Dragons stampate in 3D su una stampante 3D Prusa. Fonte: Prusa3D.

Negli ultimi anni, sono emerse numerose iniziative nella comunità dei giochi di ruolo da tavolo che contribuiscono allo sviluppo di standard che garantiscono la compatibilità di terreni e pezzi di set stampati in 3D con i giochi RPG originali. Queste iniziative più popolari includono OpenLock, OpenForge, DragonLock e Rampage. Questi standard forniscono file scaricabili gratuitamente che consentono agli utenti di stampare in 3D e assemblare vari componenti, come muri, pavimenti, porte, edifici, barricade, rovine e altri elementi, che possono poi essere combinati per creare mappe di gioco personalizzate.

Immagine 5: Scenario stampato in 3D per un gioco di ruolo da tavolo. Fonte: Prusa3D.

Alcune ottime fonti di accessori da wargame stampabili in 3D per giochi come Warhammer 40K sono Thingiverse e MyMiniFactory. Altri elementi avanzati a pagamento come barili, casse, armadi, torce, trappole, enigmi, ecc., sono disponibili su siti web come Printable Scenery o Infinite Dimensions. Gli appassionati di giochi di ruolo da tavolo non sono limitati solo agli scenari. Con l'aiuto di siti web come HeroForge o Desktop Hero puoi creare miniature da tavolo personalizzabili da 28-30 mm di altezza utilizzando un'applicazione web semplice e user-friendly. Tutti questi elementi stampati in 3D possono ovviamente essere ulteriormente personalizzati pitturandoli con colori acrilici.

Dato che le miniature di questo tipo possono contenere elementi minuti come armi, potrebbe essere una sfida per la tecnologia FDM. Tuttavia, è possibile stampare con successo miniature in 3D. Alcune raccomandazioni per ottenere risultati soddisfacenti sono minimizzare i supporti, utilizzare un'altezza di strato di 0,10 mm, un riempimento al 100% e posizionare più modelli uno accanto all'altro.

Gadget fotografici

Dai paraluce e filtri ai montaggi su treppiede e impugnature della fotocamera, gli accessori stampati in 3D forniscono ai fotografi soluzioni personalizzabili e convenienti per accessori costosi o difficili da trovare. La versatilità della tecnologia di stampa 3D consente design intricati e materiali leggeri che sono durevoli e pratici per varie condizioni di scatto. Con la possibilità di adattare e modificare facilmente i design, i fotografi possono sperimentare con accessori unici su misura per le proprie esigenze specifiche, aprendo nuove vie per l'espressione artistica e spingendo i confini della fotografia tradizionale.

Immagine 6: Diversi accessori fotografici stampati in 3D con tecnologia FDM. Fonte: Prusa3D.

Alcuni accessori fotografici che puoi stampare in 3D sulla tua stampante FDM sono:

• Montaggi per zaino fotocamera - particolarmente utili per i fotografi naturalisti che richiedono una costante prontezza della fotocamera. Prima di utilizzare un supporto stampato in 3D con una fotocamera più pesante, è importante verificare la resistenza del componente stampato in 3D prima di fare affidamento su di esso completamente.
• Griglie e diffusori OCF per flash - invece di improvvisare con pezzi di carta piegati, stampa in 3D il tuo diffusore. Utilizzare un materiale trasparente o traslucido come PETG può risultare interessante.
• Set di chiavi per filtro obiettivo - risolve il problema della rimozione dei filtri che sono stati troppo stretti e non richiede tempo per essere stampato in 3D.
• Paraluce - questo elemento tende ad essere piuttosto costoso ma uno stampato in 3D sarà altrettanto efficace nel bloccare la luce indesiderata dall'entrare nell'obiettivo e quindi prevenire il flare.
• Portacoperchi per obiettivo - questa semplice e veloce stampa risparmierà a qualsiasi fotografo tempo, denaro e stress di smarrire costantemente i tappi dell'obiettivo.
• Supporti GoPro - perché rinunciare a un'ottima idea se puoi stampare in 3D qualsiasi supporto GoPro che non riesci a trovare da nessun'altra parte? La stampa 3D FDM offre una vasta gamma di filamenti resilienti per applicazioni che richiedono flessibilità o resistenza agli urti.
• Custodie per schede SD, batterie, filtri, obiettivi, ecc. - ottime per organizzare elementi minuscoli che tendono a perdersi nella borsa dell'attrezzatura e richiedono molto tempo per essere trovati. Molteplici accessori simili possono essere trovati su Printables.
• Treppiedi - puoi stampare in 3D il tuo treppiedi personalizzato per la tua fotocamera professionale ma tieni presente che i treppiedi hanno vari meccanismi di bloccaggio e parti rotanti che richiederanno un materiale avanzato. I treppiedi stampati in 3D sono meglio utilizzati con telefoni e fotocamere GoPro, e le fotocamere professionali sono meglio accompagnate da un treppiedi professionale.
• Scorrevole per time-lapse - un cursore per time-lapse professionale ma conveniente può essere creato con l'aiuto di elettronica ampiamente disponibile e un involucro stampato in 3D.
• Accessori - non limitarti agli accessori fotografici pratici. Puoi anche stampare in 3D accessori che renderanno le tue foto uniche.

Modellismo in scala (diorami)

Anche se la tecnologia FDM non può competere con la tecnologia SLA quando si tratta di rendere piccoli dettagli e miniature, ci sono determinate applicazioni dove l'FDM può comunque dare ottimi risultati nel modellismo in scala, soprattutto nella realizzazione di diorami. I diorami sono modelli tridimensionali che raffigurano una scena o un evento in forma miniaturizzata, tipicamente racchiusi all'interno di una scatola o di una vetrina. I diorami sono progettati per fornire una rappresentazione dettagliata e realistica di un soggetto particolare e spesso includono figure in miniatura, edifici, paesaggi e altri elementi meticci come illuminazione strategica che contribuiscono alla scena complessiva.

Alcune raccomandazioni per stampare in 3D diorami con la tecnologia FDM sono utilizzare una punta da 0,25 mm per una maggiore precisione e utilizzare filamento ASA. Le parti stampate in 3D con questo materiale possono essere levigate, scolpite e lucidate in un bagno di acetone che ti consentirà di post-processare le tue parti a tuo piacimento. L'ASA tende anche ad assorbire molto bene primer, vernici e colle solventi utilizzati frequentemente dai modellisti. Tuttavia, è possibile utilizzare PLA e una punta da 0,4 mm, proprio come ha fatto Michael Mandau per il suo diorama "La gioia di una madre".

Immagine 7: Un diorama stampato in 3D con PLA con una punta da 0,4 mm. Fonte: Prusa3D.

La stanza tagliata è stata costruita con Autodesk Inventor con una dimensione di 15x15 cm. Il file pronto è stato esportato e inserito in Prusa Slicer. Gli arredi che l'autore aveva scaricato gratuitamente da Thingiverse sono stati ridimensionati a 1:35 in Prusa Slicer. Tutti gli elementi sono stati laminati ed esportati per la stampa. È stato utilizzato filamento PLA con le seguenti impostazioni: altezza dello strato di 0,2 mm (0,05 mm per gli arredi), riempimento al 10%, senza supporti. Sono serviti circa 150 g di filamento e 11 ore per stampare tutti gli elementi del diorama. L'unico elemento che non è stato stampato in 3D è stata la figura della donna. Successivamente, il diorama è stato pitturato e decorato con l'aiuto di vari materiali artistici e artigianali come colla spray, nastro adesivo, vernice acrilica, vernice ad olio, vernice opaca, acetone, ecc.

Esplora il potenziale di FDM

Questi cinque progetti ispiratori che possono essere realizzati utilizzando stampanti 3D FDM da tavolo spingono i confini di ciò che di solito pensiamo quando si tratta degli usi e delle capacità della stampa 3D FDM. Con le impostazioni corrette, il materiale e la post-produzione, le parti stampate in 3D su una stampante 3D FDM possono offrire una precisione soddisfacente e una finitura superficiale adeguata per vari usi artistici come la modellazione in scala, gli accessori per giochi di ruolo da tavolo e le immagini stampate in 3D. FDM è anche adatto per applicazioni più funzionali come accessori fotografici personalizzati o blocchi LEGO totalmente funzionanti personalizzati. Con l'aiuto di comunità online, risorse scaricabili gratuitamente e software di laminazione facile da usare, gli utenti possono liberare la loro creatività e portare a termine progetti affascinanti e ispiratori di stampa 3D sulla loro stampante 3D FDM da tavolo con materiali ampiamente disponibili e convenienti come PLA, ABS o ASA.