Parametri fondamentali della laminazione

Quando si tratta di preparare un file per la stampa, è molto importante conoscere i parametri di base e il loro funzionamento. La quantità di parametri disponibili nei software attuali di laminazione è sempre maggiore, tuttavia, a meno che non si abbia una conoscenza approfondita del software e della tecnologia, è consigliabile iniziare modificando solo i parametri di base.

Si possono distinguere tre gruppi di parametri: quelli legati al materiale, quelli che definiscono il profilo di stampa e quelli che definiscono l'hardware. A seconda di ogni software, potrebbero apparire in categorie diverse o mescolati tra di loro.

Parametri che definiscono l'hardware

In genere sono correlati all'ugello della stampante ed è necessario modificarli quando si passa a un ugello di diverso diametro.

• Diametro dell'ugello: Si tratta del diametro effettivo dell'ugello utilizzato. Se si utilizza un ugello da 0,4, è necessario selezionare 0,4 mm.

• Larghezza dell'estrusione: È la larghezza effettiva della linea estrusa, dipende dall'altezza del layer utilizzato e di solito è maggiore del diametro dell'ugello. Per conoscere il valore effettivo è necessario stampare un cubo in modalità vaso e misurare lo spessore effettivo del muro. Per un'altezza di layer equivalente al 50% del diametro dell'ugello, la larghezza dell'estrusione è di solito il 20% in più. Quindi, se si utilizza un ugello da 0,4 mm e un'altezza di layer di 0,2 mm, la larghezza dell'estrusione sarà 0,48 mm.

Parametri del materiale

I parametri del materiale sono quelli che dipendono direttamente da ogni materiale e che quindi devono essere modificati quando si cambia materiale. I più importanti sono:

• Temperatura di stampa: Definisce la temperatura dell'ugello durante la stampa. È un dato fornito dai produttori, ma si consiglia di calibrarlo per ogni stampante.

• Temperatura della base: Allo stesso modo della temperatura di stampa, è necessario consultare le informazioni del produttore per ogni materiale. Definisce la temperatura della base durante la stampa.

• Temperatura della camera: Disponibile solo su stampanti con camera riscaldata. Definisce la temperatura della camera durante la stampa. Di solito si utilizza una temperatura leggermente inferiore alla Tg del materiale.

• Flusso: Si tratta di un fattore di compensazione della velocità relativa di estrusione rispetto a quella di stampa. Un valore inferiore a 1 (o 100%) provocherà una minore estrusione, mentre valori superiori a 1 (o 100%) causeranno sovraestrusione. Anche se generalmente il valore corretto è 1, alcuni materiali come il PLA o il PETg possono richiedere valori inferiori (0,9-0,95), mentre altri materiali possono richiedere valori più alti, come il TPE e il TPU (1,05-1,15).

• Velocità di retrazione: Insieme alla distanza di retrazione, definisce i valori di retrazione del materiale. Questo parametro dipende anche in gran parte dal tipo di stampante utilizzata. Deve essere regolato correttamente per ogni combinazione materiale-stampante. Generalmente si trova nell'intervallo da 20 a 40 mm/s.

• Distanza di retrazione: È la distanza in cui il filamento si ritira prima di ogni spostamento. Come per la velocità di retrazione, deve essere regolato correttamente per ogni combinazione materiale-stampante.

• Velocità della ventola di raffreddamento: definisce la velocità della ventola dello strato e quindi il raffreddamento del pezzo durante la stampa. È necessario consultare le informazioni del produttore per determinare se il materiale richiede o meno questa funzione. Di solito, con l'ABS, la ventola è sempre spenta, mentre con il PLA viene utilizzata a velocità massima in ogni momento. Altri materiali come il PETg o l'ASA possono richiedere l'uso della ventola dello strato a bassa velocità (20-50%). Generalmente, i software di laminazione consentono di selezionare diverse velocità a diverse altezze, poiché in ogni caso la ventola deve essere spenta nei primi strati per garantire una buona aderenza alla piattaforma.

Parametri che definiscono il profilo di stampa

Si tratta di parametri che definiranno la qualità, le finiture e la resistenza del pezzo finale. Non dipendono direttamente dal materiale, quindi non è necessario regolarli per ogni materiale. Possono essere classificati in varie categorie in base all'elemento a cui si riferiscono.

Parametri dello strato

• Altezza dello strato: Definisce lo spessore di ogni strato. Di solito, il punto ottimale coincide con la metà del diametro dell'ugello. Ad esempio, per un ugello da 0,4 mm sarà di 0,2 mm, mentre per uno da 0,6 mm sarà di 0,3 mm. Non si dovrebbero mai utilizzare altezze dello strato superiori al 75% del diametro dell'ugello.

• Altezza del primo strato: Definisce l'altezza del primo strato, che è a contatto con la base. Può essere regolato a un valore leggermente inferiore all'altezza dello strato, al fine di migliorare l'aderenza alla base.

• Nº di strati solidi inferiori: Definisce il numero di strati densi che verranno stampati nella parte inferiore del pezzo. Il numero di strati solidi inferiori, moltiplicato per l'altezza dello strato, definisce lo spessore della parete del pezzo nella parte inferiore. Si consiglia di utilizzare un numero sufficiente di strati che consenta di ottenere spessori superiori a 1 mm.

• Nº di strati solidi superiori: Definisce il numero di strati densi che verranno stampati nella parte superiore del pezzo. Il numero di strati solidi superiori, moltiplicato per l'altezza dello strato, definisce lo spessore della parete del pezzo nella parte superiore. Si consiglia di utilizzare un numero sufficiente di strati che consenta di ottenere spessori superiori a 1 mm.

Parametri dei perimetri:

• Nº di perimetri: Definisce il numero di perimetri che avrà il pezzo. Lo spessore della parete del pezzo sarà il numero di perimetri moltiplicato per la larghezza di estrusione. Si consiglia di utilizzare un numero minimo che consenta di ottenere uno spessore della parete di almeno 1 mm.

• Modalità vaso: È una funzione presente nella maggior parte dei software. Quando attivata, verrà stampato un solo perimetro in modo continuo per tutto il pezzo.

Immagine 1: Pezzo stampato in modalità vaso. Fonte: Prusaprinters

Parametri di riempimento:

• Densità di riempimento: È la proporzione di riempimento all'interno del pezzo. Viene definita come il volume occupato dal materiale rispetto al volume vuoto, quindi con una densità di riempimento del 50%, la metà del volume interno del pezzo sarà vuota. Di solito si utilizzano valori compresi tra il 10 e il 30%.

• Schema di riempimento: Definisce la geometria dello schema di riempimento. Non tutti i software hanno gli stessi schemi, ma possono essere classificati in tre categorie:

  • Bidimensionali o planari: Sono i più comuni, come quelli rettilinei, a griglia o triangolari. Solitamente sono i più veloci, ma generalmente producono un'alta anisotropia nel pezzo.

  • Tridimensionali: Come il giroide o il cubico. Forniscono una minore anisotropia nel pezzo, ma di solito richiedono più tempo di stampa.

  • Concentrici: Sono adatti per ottenere la massima flessibilità in pezzi flessibili. Nei pezzi rigidi tendono a fornire finiture migliori, poiché non ci sono sovrapposizioni con i perimetri, ma le proprietà meccaniche del pezzo saranno minime. Può essere appropriato per modelli visuali e modellini.

Immagine 2: Diversi schemi di riempimento. Fonte: Prusaprinters.org

• Sovrapposizione del riempimento: È la distanza in cui le linee di riempimento si sovrappongono ai perimetri. Un valore alto migliorerà la resistenza del pezzo, ma potrebbe rendere lo schema di riempimento visibile sulla superficie del pezzo.

• Combinazione del riempimento: Si tratta di una funzione molto utile per ridurre i tempi di stampa quando si utilizzano altezze di strato molto basse. Ad esempio, quando si stampa con un'altezza di strato di 0,1 mm e un ugello da 0,4 mm, è possibile combinare il riempimento ogni tre strati. In questo modo, le pareti verranno stampate con un'altezza di strato di 0,1 mm e il riempimento con un'altezza di strato di 0,3 mm, riducendo drasticamente il tempo di stampa senza influire sulla finitura superficiale del pezzo.

Questi parametri di base, uniti alla corretta configurazione della velocità, aggiunte alla base e una corretta configurazione dei supporti, consentono di ottenere profili di stampa completi ed efficienti.