Come rendere resistente un oggetto realizzato con una stampante 3D? - Mattley.it
venerdì , 20 aprile 2018

Come rendere resistente un oggetto realizzato con una stampante 3D?

Spesso ti faccio vedere come trasformo delle idee in oggetti reali con l’utilizzo della mia stampante 3D.

Questi oggetti però possono richiedere delle determinate caratteristiche in base all’utilizzo che ne devo fare.

Ad esempio tra i 3 sistemi di bloccaggio per il mio banco da lavoro pieghevole c’era un sistema totalmente 0 e doveva per forza essere resistente.

La disposizione dei layer nell’oggetto fatto con la stampante 3D

 

Ma come possiamo rendere resistente un oggetto realizzato con la stampante 3D ?

I fattori che determinano la resistenza di un oggetto sono molti ma cercherò di elencarvi quelli più significativi.

Prima di tutti il senso dei layer di stampa.

Come vi avevo già accennato nel video sulla mia stampante 3D, gli oggetti vengono creati depositando del materiale plastico.

Questo materiale viene depositato uno strato alla volta fino al completamento dell’oggetto.

Già qui c’è un primo fattore che entra in gioco e cioè lo spessore dei vari strati.

Se vogliamo stampare un oggetto con una qualità estetica maggiore, andremo ad impostare layer da 0.01mm.

Se invece vogliamo stampare oggetti con una qualità estetica minore andremo ad impostare layer da 0.03mm o anche 0.04mm.

Nel primo caso avremmo una stampa molto più lunga mentre nel secondo caso la stampante 3D ci realizzerà l’oggetto in un tempo minore.

Questa scelta però influisce anche sulla resistenza dell’oggetto.

disposizione layer stampa 3D

Parlando di layer dobbiamo tenere in considerazione anche il loro senso di stampa in base alle forze che verranno applicate all’oggetto.

Proprio per questo motivo, prima di lanciare in stampa un oggetto dobbiamo valutare attentamente a quali forze verrà sottoposto in modo da posizionarlo nel modo più ottimale possibile prima della stampa.

Tanto per farvi un esempio, nel video in cui avevo realizzato il supporto per il trapano a batteria, i più attenti di voi mi avevano fatto notare che non avevo prestato molta attenzione a questo dettaglio.

Se avessi quindi ruotato l’oggetto in modo diverso, avrebbe avuto una maggiore resistenza.

 

I materiali più resistenti nella stampa 3D

 

A determinare la resistenza di un oggetto realizzato con una stampante 3D però è anche il materiale.

Infatti esistono moltissimi filamenti differenti fra loro in base al materiale con cui sono realizzati.

Tanto per citarne qualcuno ci sono i più comuni PLA e l’ABS. Due materiali maggiormente conosciuti ma con proprietà diverse. Ad esempio l’ABS ha caratteristiche meccaniche più resistenti. Ma il PLA è molto più semplice da stampare.

Se vogliamo quindi realizzare un oggetto con caratteristiche meccaniche più resistenti dobbiamo quindi scegliere il materiale più adatto. Nei test che ho realizzato io come dimostrazione, ho voluto portarvi il confronto fra il PLA più noto e il PETG.

Questo PETG è un filamento con ottime caratteristiche meccaniche. Quasi simili all’ABS, ma allo stesso tempo molto semplice da stampare.

Come semplicità di stampa intendo dire che non necessità di particolari attenzioni come L’ABS ma una volta impostate le corrette temperature e dopo aver ben livellato il piano di stampa, la stampante 3D creerà l’oggetto con molta facilità.

I test che ho realizzato ai vari materiali, hanno però tenuto in considerazione anche un altro fattore molto importante.

Mi riferisco alla temperatura di estrusione.

I vari materiali infatti hanno una temperatura di estrusione consigliata.

Questa può variare in base al materiale ma anche alla marca del filamento.

Le temperature di stampa dei diversi materiali

 

Solitamente però un filamento in PLA si estrude ad una temperatura che varia dai 190° ai 205°.

Nulla vi vieta però di provare ad estrudere oggetti con quel filamento a temperature diverse.

Soprattutto in questo dettaglio, è opportuno che facciate diversi test.

Quando otterrete un’ottima stampa salvate i parametri in modo da replicare gli ottimi risultati anche nelle future realizzazioni.

Andiamo quindi a vedere questi test e ad analizzarne i risultati.

Prima di tutto però ci tengo a fare una premessa.

Sono test che ho realizzato con la massima attenzione ai dettagli, ma comunque limitati dalle mie possibilità.

I risultati sono quindi indicativi e potrebbero variare leggermente in base ad ulteriori fattori che non ho preso in considerazione o semplicemente alla marca di filamento utilizzato.

test resistenza stampa 3DHo realizzato con la mia stampante 3D questi piccoli ganci ma sebbene fossero piccoli mi hanno causato un pò di problemi nel romperli.

Hanno la stessa forma utilizzata da chi testa i filamenti professionalmente e sono realizzati in modo tale che si possano agganciare in due punti opposti e abbiano una parte centrare più debole che implichi la rottura sempre nello stesso punto.

Da un lato aggancio una bilancia per le valigie (non uno strumento professionale, ma quel che basta per darci un’idea)

Dall’altro lato legherò un gancio ad una corda da tendere.

Ho posizionato poi una gopro con la possibilità di registrare un video in slow-motion.

I test di resistenza

 

Questo mi permetterà di catturare l’istante esatto di rottura del pezzo al massimo del peso sostenuto.

Prima di tutto ho voluto stampare due “ganci” con le stesse impostazioni di stampa.

Quindi stessa temperatura di estrusione, stesso materiale PLA e stesso spessore dei layer.

L’unica differenza sostanziale fra i due pezzi è il senso di stampa. test resistenza stampa 3DUn gancio è stato stampato in posizione verticale mentre l’altro è stato stampato in posizione orizzontale.

Il risultato è stato ovviamente che il gancio stampato in posizione orizzontale era più resistente.

Questo perché i layer erano disposti in modo tale che la parte sotto stress fosse tutta unita.

Nell’oggetto in verticale invece il punto più debole era creato con layer appoggiati fra loro ma non unici.

Il secondo test che ho voluto fare era relativo al materiale stampato. Un test che potevo anche evitare visto che è nota la differenza di caratteristiche meccaniche tra PLA e PETG.

 

Quello che può essere sicuramente più interessante è la differenza di resistenza tra ganci stampanti con lo stesso materiale, ma a temperature di estrusione differenti fra loro.

Successivamente ho testato il filamento in PETG, mantenendomi comunque vicino ai range di temperatura di stampa consigliata.

Nel caso del PLA quindi ho stampato dei ganci con temperature che vanno dai 190° a 210°.

Nel caso del PETG invece ho stampato dei ganci con temperature che vanno dai 210° ai 250°.

E’ interessante notare anche una differenza di qualità con il variare della temperatura perché ovviamente anche quella varia a seconda delle impostazioni di stampa.

Per finire, avrei pututo fare il test di stampa con il gancio che ha ottenuto un miglior risultato dal precedente test per entrambi i materiali, modificando però lo spessore dei layer che lo componevano. Non ho eseguito questo test a causa dei numerosi problemi già riscontrati.

Se volete un video molto più preciso del mio vi consiglio questo, è in inglese ma i risultati si comprendono facilmente.

Come avete visto, i fattori che determinano la resistenza di un oggetto sono molti.

Se pensate quindi di dover realizzare un oggetto molto resistente, cercate in primis il materiale più adatto.

Successivamente fate qualche test in modo da ottenere delle impostazioni di stampa ideali da applicare poi all’oggetto che desiderate realizzare.

Spero che questo articolo vi sia stato utile e con questo anche i video con i vari test.

Se così fosse, io vi invito ad iscrivervi al canale in modo da non perdere i prossimi video che potrebbero ulteriormente aiutarvi nelle vostre future creazioni.

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One comment

  1. L’argomento è vasto e interessante. Io non conosco la stampanti 3D, ma ho avuto modo di verificare la resistenza meccanica con materiali plastici di varia natura. A tutto questo si aggiunge le temperatura di esercizio durante l’esecuzione dei pezzi che condizionano la struttura molecolare dei materiali stessi. Non mi dilungo perché l’argomen è molto complicato, ma sono molto interessato al problema e sarei contento di approfondirlo. Io sono nuovo nel gruppo ma molto interessato e avrei piacere di approfondire l’argomento stampanti anche per la scelta dell’apparecchiatura compresi i costi di acquisto e si semplicità di utilizzo. Un cordiale saluti. Angelo Romeo

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