Come creare un profilo di stampa 3D

Nella stampa 3D ci sono sempre una serie di fattori che dipendono dall'utente e che spesso determinano il successo o il fallimento di una stampa. Tutti questi fattori sono catturati nel profilo di stampa che ogni utente utilizza per ogni stampa 3D.

Nei profili di stampa 3D FDM è possibile modificare una miriade di parametri: le temperature e le velocità di stampa, il modo in cui vengono prodotte le parti interne ed esterne dei pezzi e tutti gli altri parametri che influenzano la stampa 3D. Per questo motivo, le informazioni più importanti per la creazione di un profilo di stampa sono illustrate di seguito.

Aspetti da tenere in considerazione

Prima di iniziare a modificare i parametri di stampa, vi sono alcuni fattori che influiscono direttamente:

Geometria della parte

La forma e lo spessore di un pezzo influiscono direttamente sui parametri di stampa, come le velocità e gli spessori degli strati. Se un pezzo ha aree piccole, il profilo di stampa deve avere velocità di produzione inferiori per garantire la qualità del pezzo.

Materiale

Come tutti gli utenti sanno, ogni materiale ha una gamma di temperature e velocità raccomandate da ciascun produttore, ed è consigliabile attenersi a questi valori per evitare possibili problemi, come la comparsa di particelle di filamento calcinate nell'ugello a causa dell'eccesso di temperatura, che in seguito causano il blocco del filamento nell'ugello.

Stampante 3D

All'interno delle stampanti3D FDM  esistono importanti differenze. Una delle differenze che influenza maggiormente la configurazione del profilo di stampa è il tipo di estrusore, diretto o bowden, in quanto sono richiesti valori molto diversi per quanto riguarda la velocità di stampa, la velocità e la lunghezza di ritrazione e persino la portata.

Ambiente

Un aspetto che pochi utenti prendono in considerazione è l'ambiente in cui si trova la stampante 3D. La temperatura, l'umidità o l'esistenza di correnti d'aria sono fattori che influenzano direttamente il profilo di stampa e, in alcuni casi, la finitura superficiale dei pezzi.

Obiettivo della parte

Uno dei tanti vantaggi della stampa 3D è che lo stesso pezzo può essere realizzato con un numero infinito di configurazioni diverse: finitura superficiale migliore o peggiore a seconda del tempo di stampa, maggiore resistenza su una superficie o un'altra, ecc. Ciò si ottiene adattando ogni profilo a ogni caso specifico.

5 test chiave

Una volta chiarito quanto sopra, è il momento di configurare il profilo e a questo scopo Polymaker ha sviluppato il PCP (Profile Creation Process), cinque prove per ogni utente per ottenere il profilo di stampa ideale:

Test 1: Flusso dell'estrusore

Il primo passo è trovare la temperatura ideale per il materiale che l'utente deve utilizzare. Iniziare con la temperatura più bassa raccomandata dal produttore del filamento e aumentarla fino a quando il flusso è continuo e non si verificano intasamenti nell'HotEnd.

Il primo passo è trovare la temperatura ideale per il materiale che si intende utilizzare. Iniziare con la temperatura più bassa raccomandata dal produttore del filamento e aumentarla fino a quando il flusso è continuo e non si verificano intasamenti nell'HotEnd.

 Figura 1: Flusso dell'estrusore. Fonte: Polymaker: Polymaker.

Gli utenti che desiderano regolare la temperatura alla perfezione possono eseguire un test di temperatura, come quello riportato nell'immagine seguente.

Figura 2: Test della torre di temperatura.

Test 2: Gestione del flusso

In questa sezione è necessario correggere gli errori di stampa causati da una cattiva configurazione del flusso. Questa cattiva gestione può causare un flusso irregolare dovuto a un'eccessiva pressione dell'estrusore o a resti di filamento su tutta la superficie del pezzo a causa di una configurazione di retrazione errata.

Figura 3: Gestione dei flussi. Fonte: Polymaker: Polymaker.

Test 3: Ventola di raffreddamento (strato)

Il ventaglio di strati è uno dei componenti più importanti di una stampante 3D, in quanto può essere utilizzato per ottenere geometrie più complesse e finiture superficiali di qualità superiore.

Il diagramma seguente mostra le forze che agiscono sul legame tra gli strati. "F1" è la forza di sollevamento del materiale quando è a sbalzo e "F2" è la forza di ritiro causata dalla tensione dello strato superiore. Il valore di queste due forze deve essere approssimativamente pari a zero per mantenere la stabilità meccanica e geometrica. Per ottenere "F1 = 0", è necessario ridurre l'altezza dello strato, l'angolo di overrun e la temperatura di estrusione, oppure aumentare la velocità del ventilatore dello strato. Nel caso di "F2", il valore della forza viene minimizzato aumentando la temperatura di estrusione o riducendo la velocità di estrusione.

 Figura 4: Importanza della ventola di raffreddamento. Fonte: Polymaker.

Prova 4: Delaminazione (deformazione e fessurazione)

Un evento comune quando si utilizzano filamenti come ABS o ASA è la delaminazione tra gli strati (cracking) o tra il primo strato e la base (warping). Questo fenomeno è causato, durante la stampa, dall'accumulo di tensioni tra gli strati, provocate dall'azione della forza del polimero stesso (F2) e dall'azione contraria dell'adesione dello strato inferiore (F1.2) o della base di stampa stessa (F1.1). Quando le forze coinvolte nell'adesione non sono bilanciate, si verifica la delaminazione, come mostrato nell'immagine seguente.

Figura 5: Delaminazione (deformazione e fessurazione). Fonte: Polymaker: Polymaker.

Per evitare ciò, l'utente deve trovare la temperatura ideale della base e avere una stampante 3D chiusa quando il materiale da utilizzare lo richiede.

Test 5: Dettagli

Por último, para conseguir que toda la superficie de la pieza impresa tenga un acabado perfecto, incluidas las partes más finas, el usuario debe ajustar el flujo y la refrigeración a través del ventilador de capa. El ajuste de los dos parámetros se debe realizar modificando cuidadosamente los valores para no pasarse, ya que eso puede provocar errores comentados anteriormente.

Infine, per ottenere una finitura perfetta su tutta la superficie del pezzo stampato, comprese le parti più sottili, l'utente deve regolare il flusso e il raffreddamento attraverso la ventola di rivestimento. La regolazione di questi due parametri deve essere effettuata modificando con attenzione i valori, in modo da non esagerare, poiché ciò potrebbe causare gli errori menzionati in precedenza.

Immagine 6: Dettagli raffinati. Fonte: Polymaker: Polymaker.

Conclusione

Tutte le informazioni dettagliate in questo articolo sono destinate all'utente per ottenere il profilo di stampa di qualsiasi materiale, tenendo conto che la stampante 3D è in grado di fornire i parametri di stampa necessari.