Problemi derivati da una cattiva posizione della bobina del filamento

Qualcosa che spesso non viene preso in considerazione, ma che può essere una fonte di errori, è la posizione della bobina e il percorso fino all'estrusore. Al fine di facilitare il lavoro dell'estrusore, si deve cercare la minima resistenza al passaggio del filamento. Maggiore è questa resistenza, maggiore sarà il lavoro del motore dell'estrusore, generando più calore e aumentando la possibilità di perdita di passi. Inoltre, aumenterà l'attrito delle ruote con il filamento, causando maggiore usura e sporco e aumentando la possibilità di morsetti sul filamento.

Posizione ottimale della bobina

La posizione ottimale della bobina è quella che garantisce il percorso più breve e rettilineo fino all'estrusore. Inoltre, si devono tenere in considerazione i seguenti punti:

• Tubi in PTFE: Se la distanza tra la bobina e l'estrusore è elevata (in genere superiore a 15-20 cm) o se non è possibile posizionare direttamente la bobina sull'estrusore nei sistemi diretti, è necessario utilizzare un tubo in PTFE per guidare il filamento.

• Se il tubo in PTFE viene utilizzato per guidare il filamento dalla bobina all'estrusore, deve avere una sezione interna significativamente più grande del diametro del filamento. I tubi con diametri stretti produrranno maggiore attrito e aumenteranno lo sforzo del motore.
• Se il tubo in PTFE viene utilizzato per guidare il filamento dall'estrusore all'hotend (sistemi Bowden), il diametro interno deve essere adattato per ottenere una pressione il più uniforme possibile. In questi casi è consigliabile utilizzare tubi realizzati con PTFE di alta qualità con il minor coefficiente di attrito possibile.

In entrambi i casi, il percorso deve essere il più breve possibile (con una lunghezza massima di 80 cm nei sistemi Bowden) e con il raggio di curvatura più ampio possibile. Inoltre, un'estremità del tubo in PTFE deve essere inserita direttamente nell'estrusore, mentre l'altra estremità deve essere posizionata tangente alla bobina e a una distanza di circa 10 cm dalla zona di srotolamento del filamento.

Immagine 1: Posizione corretta dell'ingresso del tubo in PTFE. Fonte: Filament2print

• Porta-bobine: Anche se può sembrare che il miglior approccio sia quello di ridurre al minimo l'attrito del porta-bobine, non è così. È vero che il porta-bobine non deve esercitare un attrito eccessivo, tuttavia non deve permettere alla bobina di girare liberamente. Se la bobina gira troppo liberamente, causerà una perdita di tensione nelle ultime spire del filamento, aumentando il rischio di sovrapposizioni man mano che la tensione viene ripristinata.

Immagine 2: Sovrapposizione del filamento su una bobina. Fonte: Filament2print.com

Filamenti flessibili

Nel caso dei filamenti flessibili, è particolarmente importante ridurre la distanza e l'attrito. Se ci sono valori significativi di attrito, il filamento si deformerà proporzionalmente alla distanza dalla bobina, riducendo la sua sezione a causa del fenomeno di estrizione. Dal punto di vista pratico, ciò fa sì che la sezione reale del filamento non sia quella nominale, rendendo necessario regolare il flusso per evitare la mancanza di estrusione. Per questo motivo, talvolta è necessario utilizzare valori di flusso superiori al 115% in determinate combinazioni di stampante e filamento flessibile.

Filamenti con cariche metalliche o ceramiche

Una delle caratteristiche dei filamenti con un'elevata carica di metallo o ceramica destinati alla sinterizzazione è la loro elevata fragilità in flessione. Pertanto, il modo in cui si alimenta questo tipo di filamenti è cruciale per evitare rotture durante la stampa.

Sempre che si desideri utilizzare questo tipo di filamenti, è consigliabile farlo su una stampante 3D con sistema diretto di estrusione e alimentare il filamento in modo che il percorso dalla bobina all'estrusore sia completamente retto.

Nel caso delle stampanti Bowden, è necessario cercare il raggio di curvatura più ampio possibile nel percorso, anche se ciò comporta l'utilizzo di tubi in PTFE di lunghezza maggiore. Inoltre, potrebbe essere necessario utilizzare dispositivi che preriscaldano il filamento prima di raggiungere l'estrusore al fine di aumentarne la duttilità.

Immagine 3: Dispositivo Filawarmer, utilizzato per preriscaldare filamenti metallici. Fonte: The Virtual Foundry

Nota: In questa guida si trattano concetti in generale senza concentrarsi su una marca o un modello specifico, anche se potrebbero essere menzionati in qualche momento. Possono esistere differenze significative nei procedimenti di calibrazione o regolazione tra diverse marche e modelli, pertanto si consiglia di consultare il manuale del produttore prima di seguire questa guida.