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google sketchup .. continuiamo

Continuiamo a parlare di google sketchup

Nello scorso articolo abbiamo visto alcuni strumenti di google sketchup e come effettuare delle impostazioni del software in base alle nostre aspettative ed esigenze.
Torniamo a parlare di google sketchup esaminando le potenzialità di altri strumenti messi a disposizione dal software e approfondendo meglio quelli già trattati.
Immaginiamo di dover creare alcuni pezzi che dovranno poi essere uniti ad altri con dei semplici bulloni, ad esempio un gancio per sorreggere delle pinze da attaccare ad un pannello con due bulloni o viti. Iniziamo disegnando una forma che ci soddisfa ad esempio quella nell’immagine seguente, con spessore 5mm per garantire una discreta robustezza al pezzo.

google sketchup
Disegnamo la parte sulla quale vogliamo che poggeranno le nostre pinze ed con lo strumento Spingi/tira diamogli 10mm di spessore.

google sketchupOra supponiamo che il nostro pannello sia predisposto per ospitare viti con passo m3 e tutti i fori sono distanti tra loro 20mm.
Per fare un bel lavoro non dovremo fare altro che decidere dove posizionare i fori sul nostro pezzo e per esempio li collocheremo in verticale lungo l’asse mediano del supporto ad una distanza di 20mm il centro dell’uno dal centro dell’altro e visto che le viti da utilizzare hanno il diametro di 3mm faremo i fori di poco più di 3mm.  Come fare i fori? Sempre con lo strumento Spingi/tira di google sketchup, vediamo in che modo. Disegniamo due cerchi di diametro 3,2mm i cui centri sono a 20mm come nell’immagine seguente
google sketchup
Ora, con lo strumento Spingi/tira posizioniamoci all’interno dei due cerchi precedentemente disegnati e abbassiamo la superficie di 5mm, ricordate? il nostro pezzo è spesso 5mm.
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et voilà, abbiamo appena creato due fori adatti ad ospitare le due viti m3 utilizzando lo strumento Spingi/tira di google sketchup.
E se ci fossimo sbagliati? Se la distanza tra i buchi non fosse di 20mm ma di 25mm? Dobbiamo rifare tutto? No, in questo caso ci viene in aiuto lo strumento Sposta, basterà posizionarlo sulle due circonferenze del foro selezionate assieme tramite il classico tasto shift e spostarle in alto di 5mm, il software ci suggerirà lungo quale dei tre assi le stiamo spostando aiutandoci quindi nel corretto riposizionamento.
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Ora vediamo un altro utile strumento che ci permette di regolare in modo molto preciso l’inclinazione di una parete di un oggetto da noi disegnato. Il nostro obiettivo è realizzare un portacellulare da tavolo con la “spalliera” inclinata. Disegnamo quella che sarà la seziona laterale del porta cellulare come nella figura che segue
google sketchup
selezioniamo, sempre con il classico shift i quattro lati di quella che sarà la “spalliera” del nostro portacellulare da tavolo e poi con lo strumento Ruota posizioniamoci su uno dei due vertici della base minore della stessa, selezionandolo. Andiamo sull’altro e selezioniamo anche questo. Ora spostando il goniometro, che ci indica l’utilizzo dello strumento Ruota, possiamo inclinare a nostro piacimento la figura selezionata, ad esempio di 15°
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facciamo attenzione, se guardiamo bene la base della nostra “spalliera” noteremo il vertice che abbiamo spostato, si è “portato dietro” il punto di congiunzione della linea orrizzontale
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Non che, in questo caso, crei problemi ma è sicuramente un imperfezione che va corretta, quindi semplicemente tiriamo una linea dal vertice che ha fatto da perno alla rotazione fino all’estremità posteriore del porta cellulare e cancelliamo le linee interne inutili
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con lo strumento Spingi/tira diamo volume al nostro oggetto
Immagine22
e se volessimo personalizzare il nostro oggetto ad esempio con il nome della nostra attività? Lo strumento “Testo 3D” ci consente di scrivere, posizionare, scegliere il carattere, la profondità o spessore della nostra scritta.
google sketchup
Altri suggerimenti nei prossimi articoli.

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google sketchup

Breve guida a google Sketchup free

Abbiamo già accennato, in un altro articolo, ai vari software che ci consentono di creare i nostri oggetti da stampare in 3d, oggi approfondiremo la conoscenza di google sketchup, quello che uso più spesso per la sua semplicità ed intuitività d’uso. Cerchiamo sul web il download del setup e procediamo all’istallazione lasciando tutto di default. Se siamo giunti su questa pagina è perchè siamo interessati alle stampanti 3d e anche perchè vogliamo creare noi i nostri oggetti, non solo scaricare i modelli già pronti disponibili sul web e in questo caso sappiamo già che la nostra area di stampa massima è quella della superficie del bed e allo stesso modo conosciamo sia la larghezza che l’altezza massima utilizzabile. Supponiamo, per comodità, di avere una stampante con il classico 20x20x20 cm. Alla prima apertura di google sketchup ci verrà proposto l’utilizzo di una semplice ma utile guida oppure se vogliamo direttamente scegliere un template da utilizzare per i nostri progetti. Io consiglio di utilizzare quello semplice in metri.

google sketchup
Apparirà poi un piano cartesiano evidenziato dalla presenza dei tre assi in verde, blu e rosso con un immagine di una persona.
Con lo strumento freccia della barra in alto selezioniamo la persona costruendogli un rettangolo attorno e cancelliamola.
google sketchup
Ora andiamo su Finestra->Informazioni modello->Unità e cambiamo l’unità di lunghezza in millimetri
google sketchup A questo punto salviamo con il nome che preferiamo il nostro template dal menù File->Salva come template ed lasciamo evidenziato il flag per impostarlo come predefinito. Dal menù Visualizza scegliamo Set grande strumenti e togliamo quello Per iniziare. Inseriamo anche Viste, Standard e Stili.
Ora siamo pronti a creare la nostra prima figura in 3d con google sketchup. Nella barra degli strumenti troveremo alcune forme già impostate, un quadrato, un cerchio ed un triangolo. Useremo il cerchio, per creare un esagono sul piano, modificando il numero dei lati in basso a destra.

google sketchup

Impostiamo poi le dimensioni del raggio dell’esagono o nella finestra di dialogo in basso a destra o manualmente tramite il mouse e selezionando poi lo strumento Spingi/tira facciamo “crescere” il nostro esagono di 10 o 20 millimetri.

google sketchup

Potremmo aver creato la base ad esempio di un perno con incastro a stella e testa esagonale applicando alle altre geometrie disponibili questi semplici istruzioni.google sketchup
Supponiamo ora di voler creare con google sketchup una sfera, niente di più facile, prendiamo dalla barra di google sketchup lo strumento arco e disegniamo appunto un arco unendone dopo i due punti aperti. Disegniamogli sotto un cerchio con il centro coincidente con l’inizio dell’arco
google sketchup
con lo strumento seguimi possiamo creare la nostra sfera. Selezioniamo l’arco e ruotiamolo lungo la circonferenza del cerchio che poi andremo a rimuovere.
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con lo stesso metodo è possibile disegnare un cono utilizzando un triangolo al posto dell’arco o una semisfera utilizzando un arco simmetrico.
Lo strumento seguimi è utilizzabile per molte altre esigenze, vediamo un altro esempio. Disegniamo  un cerchio dal cui centro facciamo partire una linea spezzata che però segue i tre assi cartesiani.
google sketchup
selezioniamo, con lo strumento seguimi, il cerchio e seguiamo la spezzata
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la stessa cosa possiamo farla con le altre forme geometriche di default
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per ora ci fermiamo qui, a breve proseguirò con altri piccoli approfondimenti su google sketchup.

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Ottimizzare le nostre stampe

Ottimizzare le nostre stampe

Ottimizzare le nostre stampe
Cosa dobbiamo fare per ottimizzare le nostre nostre stampe? Prima di tutto scegliere … scegliere tra la  qualità del risultato finale e il tempo di produzione del pezzo.
Si perchè le due cose sono strettamente legate e direttamente proporzionali, cioè all’aumentare della qualità richiesta per il nostro pezzo avremo un aumento del tempo di stampa ed il perchè è facile da capire. Sappiamo già che le nostre stampanti 3d lavorano depositando il materiale estruso layer su layer e supponiamo di dover fare il solito cubetto di 20mm per ciascuna delle tre dimensioni.
Se ad esempio impostiamo che il nostro layer height, l’altezza dello strato depositato ad ogni passaggio, sarà di 0.2mm vuol dire che la stampante depositerà 100 layers da 0.2mm per arrivare ai richiesti 20mm di altezza (lungo l’asse Z) ed otterremo un pezzo in cui i 100 strati depositati saranno ben visibili e ben percepibili al tatto. Se impostassimo invece un layer height di 0,1mm i layers da depositare diventerebbero 200 con il conseguente raddoppiamento del tempo di stampa ma con una qualità decisamente superiore visto il dimezzarsi dello spessore del singolo layer. Quindi la prima cosa da fare è scegliere come vogliamo ottimizzare le nostre stampe, se in funzione della qualità o della velocità di produzione.
Ora vediamo come ottimizzare le nostre stampe agendo anche su altri fattori e per farlo partiamo dalla base, anzi … dal bed. Condizione essenziale per una buona stampa è il corretto allineamento del bed rispetto all’hotend.
Procediamo quindi ad un periodico controllo dell’allineamento e ripristiniamolo nel caso fosse non perfetto. Qui un articolo che ci spiega come migliorare la stabilità e le prestazioni del bed.
Preoccupiamoci ora dell’adesione del primo strato che il nostro hotend andrà a “spalmare” sul bed e a seconda dell’esigenza potremo migliorare l’adesione usando lacca per capelli, nastro kapton, strato di colla vinilica spennellato prima o quello con cui ci troviamo meglio e ovviamente in funzione del materiale da stampare impostiamo, quando possibile, la temperatura del bed che ricordo come esempio, nel caso dell’ABS deve essere tra i 90° e i 110°.
E’ un fattore molto importante quello dell’adesione del primo layer in quanto influenza il risultato di tutta la stampa e visto che costituisce la base del nostro pezzo si tende in genere a farlo un pò più alto degli altri, ad esempio se imposto la layer height a 0,1mm la first layer height è consigliabile metterla almeno a 0,20mm e anche di più. E’ inoltre buona norma rallentare la velocità del primo layer ed aumentarne di pochi gradi la temperatura di estrusione per garantire una migliore adesione del materiale al bed.
Impostiamo poi la corretta temperature di estrusione per i restanti layers e per trovare qual’è possiamo rifarci all’articolo  stampare alla giusta temperatura.

Ottimizzare le nostre stampe
Determinante ai fini del risultato per ottimizzare le nostre stampe, è la velocità di stampa, anzi probabilmente è il caso di parlare “delle” velocità di stampa. Si perchè la maggior parte degli slicers offrono queste interessanti possibilità di ottimizzazione permettendo di impostare velocità diverse in funzione della parte del pezzo da stampare. Ad esempio potremo rallentare la velocità dei perimetri esterni per migliorarne la finitura, aumentare quella con cui verrà creato il riempimento del pezzo, variare quella di spostamento tra un punto e l’altro del pezzo e altre velocità ancora. Nel 90% dei casi, mantenendo velocità basse il risultato sarà di bell’aspetto e con le caratteristiche di robustezza decise dalla densità di riempimento impostata nel parametro infill. A proposito della robustezza del pezzo stampato, la maggior parte degli slicers, oltre ad offrire la possibilità di scegliere la densità del riempimento del pezzo, offrono anche la scelta del disegno del riempimento(pattern). Ad esempio se dobbiamo stampare un pezzo sottoposto a stress meccanico il mio consiglio è quello di scegliere un disegno interno a linee incrociate e con coefficiente di riempimento abbastanza elevato, dal 30%-40% in su. Se invece stiamo stampando un oggetto molto regolare e non sottoposto a stress meccanico la percentuale può essere ridotta anche al 15%-20%.
Altro dato che dobbiamo conoscere ed impostare correttamente per ottimizzare le nostre stampe è il diametro preciso del filamento che vogliamo usare; il modo più veloce per fare ciò è quello di misurare, con un calibro ventesimale, l’effettivo diametro del filamento in più punti abbastanza distanti tra di loro e di inserire il loro valore medio nelle impostazioni dello slicer. Questa operazione permette allo slicer di gestire con maggior precisione la quantità di filamento estruso in funzione anche dei passi impostati nel firmware relativi al motore dell’estrusore . Altro parametro fondamentale per ottimizzare le nostre stampe è la retraction. Questo parametro regola la lunghezza e la velocità con cui il filamento viene ritirato indietro dall’estrusore durante gli spostamenti dell’hotend tra una zona e l’altra del pezzo impedendo al filamento all’interno del nozzle di colare, per gravità, sul pezzo stesso. Qui i valori da impostare dipendono dal tipo di estrusore, dal tipo di hotend, dal tipo di filamento, dalla temperatura di stampa e da altre cose ancora e quindi non esiste uno standard consigliabile, la cosa migliore è quella di procedere facendo dei test di stampa per trovare i valori corretti per ottimizzare le nostre stampe. Altri parametri impostabili in funzione del pezzo da stampare sono il brim, lo skirt, il raft e la generazione dei supporti. Il brim permette di ottimizzare le nostre stampe creando un bordo attaccato alla base del nostro pezzo, ingrandendo di fatto la base di adesione dello stesso. E’ un opzione selezionabile ed possibile impostarne l’ampiezza, io generalmente utilizzo tra i 6mm e i 10mm in funzione del pezzo e del materiale da stampare.

Ottimizzare le nostre stampe
Lo skirt, se attivato, fa si che la stampa vera e propria inizi dopo la creazione di un perimetro attorno al pezzo permettendo così il corretto caricamento del filamento dell’hotend. Il raft è un supporto che lo slicer disegna sotto la base del pezzo da stampare, più largo del pezzo ma con una dentistà di riempimento minore per permetterne successivamente una facile rimozione. Il suo scopo è sempre quello di migliorare l’adesione al bed ed è generalmente possibile impostarne le dimensioni, lo spessore ed altre variabili ancora. La generazione dei supporti è un opzione simile al raft, la cui differenza consiste principalmente nel fatto che il supporto verrà creato solo sotto l’eventuale parte a sbalzo della base del pezzo o all’interno del pezzo stesso se necessario. Immaginiamo una scalinata i cui gradini, a parte il primo in basso, non poggiano da nessuna parte. Con una stampante FDM il primo layer del secondo gradino verrebbe stampato “sul nulla” e di conseguenza il filamento colerebbe verso il basso. Abilitando la generazione dei supporti viene creato una specie di raft li dove serve. E’ normalmente possibile decidere dove applicare i supporti e cioè per le parti non appoggiate al piano o ovunque nel caso di pezzi che abbiano parti elevate e a sbalzo. Molti altri sono i parametri che ci permettono di ottimizzare le nostre stampe al meglio, alcuni sono relativi al firmware, ad esempio le accelerazioni, altri fortemente dipendenti dagli slicers, il mio consiglio per ottenere una buona stampa è quello di fare molte prove, variando ogni volta di poco i parametri e annotandosi i cambiamenti per meglio evidenziare cosa questi comportano sulla qualità di stampa del nostro pezzo.

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filamenti per stampanti

Filamenti per la stampa 3d

filamenti per stampanti

Una domanda che spesso si fa chi si avvicina a questo settore è quali filamenti per stampanti 3d esistono e quali sono le loro caratteristiche.
Il ventaglio di filamenti per stampanti 3d è in grande crescita, stimolato dalle esigenze dei maker che richiedono sempre più caratteristiche diverse ai produttori, resistenze maggiori, conducibilità, elasticità e molte altre ancora.
I filamenti per stampanti 3d sono di base dei polimeri termoplastici ai quali vengono aggiunti altri tipi di materiali . Generalmente vengono forniti avvolti in bobine e con diametro del filamento che misura 3mm, 2.75mm e da 1.75mm. I più utilizzati nel settore sia per la semplicità di lavorazione sia per i costi sono il PLA e l’ABS ma cominciano ad avere una buona diffusione anche l’HIPS, il nylon, il Ninjaflex, il Laywood, la gomma e altri ancora.
Vediamo le caratteristiche di alcuni di questi filamenti per stampanti 3d.

PLA – o Acido Polilattico è un materiale “green” derivato dal mais o dalla canna da zucchero, è idrosolubile e non emette sostanze nocive per l’uomo durante il procedimento di fusione. Le sue caratteristiche fisiche sono una buona rigidità ed un effetto finale traslucido del pezzo stampato. Non è molto elastico ed è meno resistente ad esempio dell’ABS. Non è indicato, per le sue caratteristiche di fabbricazione, per produrre oggetti sottoposti ad intemperie o temperature superiori ai 50°-60°. La sua temperatura di fusione oscilla dai 190° ai 210° il che lo rende un materiale facile da stampare anche per un neofita.

ABS – o Acrilonitrile Butadiene Stirene deriva direttamente dal petrolio e di conseguenza non è amico dell’ambiente. Durante la fusione emette vapori tossici per l’uomo e per questo motivo andrebbe estruso in locali ben ventilati e adatti allo scopo. Un altra soluzione per poter utilizzare l’ABS è quello di inscatolare la stampante e dotare l’involucro di un filtro HEPA di buona qualità. La sua estrusione avviene tra i 220° e i 250° e ciò lo rende meno adatto ai neofiti ma le sue caratteristiche di rigidità, durezza, resistenza agli urti e lavorabilità post stampa lo rendono per eccellenza il prodotto più adatto alla realizzazione di parti sottoposte a stress meccanico ed ambientale. Durante la stampa dell’ABS è fortemente consigliabile l’utilizzo di un piano riscaldato e di una camera calda per agevolare l’adesione del pezzo allo stesso in quanto tende ad imbarcarsi durante il raffreddamento. E’ rifinibile dopo la stampa e lucidabile tramite la semplice esposizione a vapori di acetone.

HIPS – o Higt Impact PolyStyrene è simile all’ABS infatti è ugualmente resistente ma più leggero, leggermente più opaco e forse un pò più elastico. La sua temperatura di lavorazione è anch’essa tra i 210° e i 240°. La sua caratteristica durezza lo rende particolarmente adatto alla stampa di oggetti sottoposti ad urti e stress meccanico. Come l’ABS non è amico dell’ambiente e si dovrebbero seguire le stesse precauzioni per il suo utilizzo in fase di stampa.

NYLON – è un poliammide sintetico riciclabile che si sta rapidamente diffondendo nella stampa 3d per le sue caratteristiche di flessibilità, resistenza meccanica e durevolezza. La sua temperatura di lavorazione è tra i 230° ed i 260° anche se è giusto dire che esistono molte varianti di Nylon ed appunto cambiano questi valori.

NINJAFLEX – è un elastomero termoplastico e dal nome si intuisce che è un materiale elastico e molto resistente. Al tatto si presenta quasi siliconico, la sua temperatura di stampa è tra i 210° e i 220°, è adatto ad esempio per le stampe di cover morbide e resistenti e generalmente ha una buona adesione al piatto che non necessariamente deve essere riscaldato.

LAYWOOD – è un termopolimero miscelato a fibre di legno in grado, una volta stampato, di produrre un oggetto di consistenza simile al legno alla vista ed anche al tatto. Si stampa tra i 180° e i 250° e una sua caratteristica è quella che variando la temperatura varia anche il colore dell’oggetto in stampa. essendo composto in buona percentuale da fibre di legno l’oggetto avrà anche l’odore naturale dello stesso.

GOMMA – gli oggetti stampati con i filamenti in gomma conservano le caratteristiche tipiche del conosciuto materiale e cioè grande elasticità, resistenza a torsione, compressione, strappo e allungamento ed inoltre una buona durata nel tempo. La temperatura di stampa va dai 230° ai 245° a seconda del produttore e richiede un piatto riscaldato.

filamenti per stampanti
Come detto sopra i filamenti per stampanti 3d sono in continua evoluzione e questi elencati sono solo una piccola parte alla quale si stanno aggiungendo filamenti arricchiti di materiale conduttivo, materiale fotosensibile, fibre di carbonio e molto altro ancora. Per alcuni di questi materiali il costo è ancora un pò alto ma sicuramente con l’aumentare della loro qualità e offerta poterbbero diventare materiali di utilizzo comune nelle nostre stampanti 3d.

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ultimi layers con buchi

Ultimi layers con buchi

ultimi layers con i buchi

Può capitare di mandare un pezzo in stampa e di ottenere, magari dopo qualche ora, un risultato come quello in foto con gli ultimi layers con buchi.
Le cause possono essere più di una e per la mia esperienza il problema dei layers con i buchi è quasi sempre dovuto ad una concomitanza di fattori da correggere.
Nella foto di esempio in alto la stampa è stata fatta mantenendo la velocità della ventola al 50% ma soprattutto con un infill molto basso (15%) e l’altezza dei top e bottom layers decisamente scarsa(0,16). Nel caso dei primi layers uno spessore così ridotto non è un grosso problema in quanto poggiando direttamente sul piano hanno una base durante il raffreddamento. Nel caso degli ultimi layers invece, un infill molto basso non riesce a creare una base su cui poggiare gli ultimi layers e questi inevitabilmente finirebbero per lasciare dei buchi dove non c’è struttura portante. A gravare sulla situazione una non ottimale ventilazione, rallentando i tempi di raffreddamento, non farebbe altro che facilitare la presenza degli ultimi layers con buchi. Verrebbe da pensare che per risolvere il problema basta aumentare l’infill ed il raffreddamento e concettualmente non è sbagliato ma può non essere la soluzione conveniente. Prendiamo ad esempio la ranocchietta, per garantire una base abbastanza solida per gli ultimi layers dovrei aumentare e di molto l’infill ma questo avrebbe effetti su tutto l’interno dell’oggetto con conseguente e proporzionale aumento del tempo di stampa. Un’alternativa è quella di aumentare di poco l’infill e il dimensionamento dei top e bottom layers. A seconda dello slicer che usiamo aumenteremo il numero dei layers o direttamente lo spessore in millimetri e mettendolo comunque di una certa consistenza otterremo un risultato discreto come quello della foto seguente.

ultimi layers con buchi

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stampare alla giusta temperatura

Stampare alla giusta temperatura non è difficile, è però necessario seguire alcuni piccoli passi per arrivare a determinarla.

Stampare alla giusta temperatura
Per stampare alla giusta temperatura dovremo essere certi che il valore della stessa che andremo ad impostare nello slicer sia quella effettivamente raggiunta dall’hotend e che rimanga costante. Per far ciò dovremo impostare correttamente nel firmware il valori relativi al termistore del nostro hotend forniti dal venditore. Il parametro da impostare è generalmente #define TEMP_SENSOR_0 X preceduto da un elenco di quelli disponibili nel nostro firmware. Fatto ciò ci viene in aiuto un comando da inviare tramite o repetier host o printrun a hotend freddo: M303 E0 S220 C5 X0
Vediamo cosa significa questo comando.
M303 indica al nostro firmware che stiamo facendo una calibrazione per conoscere i valori corretti di Kp, Ki e Kd da impostare nel firmware relativi al nostro hotend.
E0 indica su quale hotend vogliamo farlo, nel caso ne avessimo più di uno.
S220 la temperatura massima che vogliamo raggiungere.
C5 quante volte vogliamo che venga eseguito il ciclo, in questo esempio 5.
X0 lo aggiungiamo solo se vogliamo memorizzare in EEPROM le informazioni.
Dopo aver lanciato il comando il nostro hotend inizierà a scaldarsi fino al raggiungimento della temperatura impostata dal parametro S.
Se usiamo repetier host, evidenziano il tab relativo alla temperatura, noteremo che dopo aver raggiunto ad esempio i 220° il grafico mostrerà delle piccole oscillazioni. Al termine della procedura nella parte relativa al log di repetier host troveremo delle righe dove compariranno i valori dei parametri Kp, Ki e Kd.
Questi valori andranno inseriti al posto di quelli di default nel nostro firmware nel file Configuration.h.
Una volta fatto questo, possiamo usare un metodo “empirico” per stampare alla giusta temperatura il nostro filamento. Se il produttore ci consiglia, ad esempio per il PLA, una temperatura di stampa tra i 180° e i 220° portiamo al valore più basso la temperatura dell’hotend tenendo questo alzato di 40-50mm rispetto al bed e proviamo ad estrudere un 10-20mm di filamento. Se la temperatura è troppo bassa il motore dell’estrusore incontrerà difficoltà nello spingere il filamento nel condotto e dovremmo notare, a seconda del tipo di estrusore, o degli scattini tra corona e pignone per uno indiretto (tipo Wade) o sentire un rumore ripetuto tipo “stack” se è un diretto (tipo Airtripper). In questo caso alziamo la temperatura di 5° alla volta e ripetiamo l’estrusione fino a quando il filamento non uscirà “verticale” dal nozzle, senza arricciamenti o colate esagerate.
Avremo in questo modo trovato il valore corretto per stampare alla giusta temperatura.
Ricordo che le temperature di stampa variano non solo per tipologia di materiale, ma anche per marca e talvolta anche per colore della stessa marca e tipologia e quindi queste semplici accortezze servono solo per iniziare con una buona base ad individuare la temperatura ideale.

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Software per la stampa 3d

Software per la stampa 3d

Software per la stampa 3d

Avere una stampante 3d non significa saperla usare e soprattutto non significa saperla sfruttare bene. Per raggiungere l’obiettivo ci vengono in aiuto molti software per la stampa 3d alcuni dei quali sono anche gratuiti.
Cosa ci occorre conoscere? Un pò dipende anche dalle nostre esigenze ma sicuramente i software per la stampa 3d che ci occorrono sono quelli per poter comunicare con la stampante, quelli che si faranno carico di dire le cose giuste alla stampante e non ultimi quelli per disegnare in 3d.
Vediamo perchè partendo dall’ultima tipologia elencata.
Una volta disegnato il nostro oggetto in 3d e prodotto il relativo file, dovremo trasformarlo in qualcosa di interpretabile dalla nostra nostra stampante cioè in coordinate cartesiane arricchite dalle nostre impostazioni di stampa. Una volta prodotto anche questo file ci serve un software per darle in pasto alla stampante. Quest’ultima operazione può essere evitata se la nostra stampante 3d è equipaggiata di un lettore di schede SD e relativo display per la stampa autonoma.
Vediamo ora quali potrebbero essere i software per la stampa 3d che potremo usare per tutte queste operazioni.

CAD – Disegnare in 3d

Di software per poter disegnare in 3d, denominati CAD (Computer Aided Drafting), ce ne sono molti, alcuni gratuiti, altri a pagamento e altri ancora disponibli on line, il loro potenziale è notevolmente differente così come la semplicità d’utilizzo. Tra quelli più diffusi vi sono BLENDER, AUTOCAD, TINKERCAD, 123D DESIGN, GOOGLE SKETCHUP e molti altri ancora.
Blender è per molti, tra quelli gratuiti, il miglior software di modellazine 3d ed in effetti le potenzialità di questo software sono notevoli anche se magari non è proprio adatto a chi si avvicina per la prima volta al disegno 3d. Vi sono comunque in rete moltissime guide e videoguide sul suo utilizzo che riescono a far sfruttare a pieno le sue grandi potenzialità. Autocad è un nome storico, utilizzato dai professionisti di vari settori per progetti in due o tre dimensioni, non alla portata di tutti anche perchè non economico. La sua fama però è indiscutibile visto l’elevato potenziale offerto. Tinkercad è un software on line disponibile per tutti, concepito per chi approccia per la prima volta al disegno 3d. Un interfaccia grafica particolarmente intuitiva e la disponibilità di svariate forme messe a disposizione lo rendono adatto anche ad un bambino. Non da sottovalutare la sua possibilità di importare file STL (stereolitografico). 123D Design anche se non proprio adatto ai bambini è comunque molto intuitivo, ricco di funzioni che lo fanno un buon competitors tra i software per la stampa 3d non a pagamento. Google SketchUp, anch’esso facente parte dei software storici per la stampa 3d, è disponibile gratuitamente per studenti e per usi personali, intuitivo e ricco di guide è tra i più adatti a chi vuol iniziare ma non è completamente a digiuno dell’argomento.

SLICER – Prepariamo il nostro file

Il risultato finale del nostro lavoro con un CAD è un file che dobbiamo trasformare in qualcosa di interpretabile dalla nostra stampante.
Questo procedimento denominato slicing(affettare) serve per fare letteralmente a “fette” il nostro disegno e in parole molto povere, scrivere il percoso in 3 dimensioni che dovrà compiere il nostro hotend per costruire il nostro oggetto. Il tutto arricchito dalle impostazioni da noi personalizzate per la nostra stampante. Infatti questi software ci permettono di impostare quanto deve essere alta la “fetta” o meglio layer, a che velocità vogliamo stamparla, in base al tipo di filamento usato la temperatura di lavoro e moltissimi altri parametri ancora che ci permettono di raffinare e migliorare il lavoro della nostra stampante.
Anche qui il panorama è ampio ed i più diffusi sono CURA, SLIC3R, SIMPLIFY 3D, KISSLICER. Cura è particolarmente apprezzato per la sua facilità di utilizzo e versatilità, dispone di due modalità di utilizzo, una semplificata ed una con l’affinamento dei parametri. Molto intuitiva la prima e ricca di impostazioni che richiedono una conoscenza un pò più approfondita la seconda è in grado anche di diagolare con la stampante. Slic3r è un G-code generator nato da un progetto open source, molto valido permette di impostare moltissimi parametri per la nostra stampante, è supportato da una grande comunità e moltissime sono le guide on line per permetterci di configurare le nostre impostazioni in modo ottimale. Simplify 3d è un software che ci permette da solo la gestione completa della stampa 3d, dalla modellazione dell’oggetto alla generazione del G-code alla stampa finale. Molto apprezzato per queste caratteristiche e per i risultati ottenibile è però a pagamento. Kisslicer disponibile in due versioni free e a pagamento è molto apprezzato per la velocità con cui svolge il suo lavoro. Non ricchissimo di impostazioni personabili nella versione free esprime tutto il suo potenziale con quella “pro” a pagamento.

HOST – Via alla stampa

Ultimo passo per la creazione del nostro oggetto è l’invio delle istruzioni create dallo slicer alla nostra stampante.
Togliendo i software proprietari delle stampanti pro e semi-pro il panorama qui si restringe un pochino.
i più blasonati software che troviamo in rete gratuitamente sono REPETIER HOST e PRINTRUN visto anche il fatto che molti slicers, ad esempio CURA o SIMPLIFY 3D, includono la parte per il dialogo con la stampante. Le impostazioni per entrambe i software riguardano “semplicemente” quelle generali delle nostre stampanti, come la porta com utilizzata e la sua velocità, le dimensioni del piano di stampa o la temperatura di default del bed o dell’hotend. La funzionalità che entrambe offrono di azionare manualmente ogni singolo asse o estrusore della nostra stampante ci tornerà decisamente utile in fase di calibrazione della stampante. Saranno loro ad occuparsi dell’invio dei dati alla stampante e lo faranno più o meno allo stesso modo. A mio parere più accattivante graficamente e completo di informazioni Repetier Host rispetto Print Run sono entrambe validi e non potremo fare a meno di utilizzarli nel caso in cui la nostra stampante non sia dotata di display e lettore SD.

I software per la stampa 3d disponibili non sono solo questi, molte altre possibilità vengono offerte direttamente dai produttori di stampanti 3d o le software house che si occupano di CAD, qui ne ho elencati solo alcuni e di questi solo alcune caratteristiche o aspetti.

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Stampare pezzi piccoli

Stampare pezzi piccoli.

stampare pezzi piccoli

 

 

 

 

Leggo spesso nei forum dei problemi che nascono quando si devono stampare pezzi piccoli.
Per capire il perchè stampare pezzi piccoli è una cosa che non sempre riesce bene, dobbiamo pensare a come funziona una stampante 3d FDM.
Il materiale estruso si deposita strato dopo strato su se stesso dopo essere stato fuso e supponendo che si tratti di PLA vuol dire a non meno di 190°.
Il tempo di raffreddamento del PLA, una volta spinto fuori dal nozzle, non è rapidissimo ed è influenzato da alcuni fattori, ad esempio la presenza o meno di ventole o dal tempo che passa prima che uno strato successivo venga depositato sopra il precedente. Il ritardato raffreddamento, dovuto ad un tempo molto basso tra un layer e l’altro,  fa si che il pezzo in quella zona venga deformato dal calore residuo aiutato dal passaggio successivo e spesso inficia tutta la stampa. Vediamo come provare a risolvere questo problema.
In alcuni slicer vi è una funzione che permette di impostare il tempo minimo che deve impiegare la stampante a creare un layer, ad esempio in CURA “Minimal layer time” ma è presente anche in altri software. Aumentare questo valore significa di fatto rallentare il processo di stampa ed è consigliabile farlo, a mio giudizio, solo in alcuni casi. In particolare se il nostro pezzo è “irregolare”, ad esempio con una base ampia e alta ma tre o quattro colonnine alte e sottili che partono dalla base, questo parametro non farà altro che rallentare la stampa solo durante la costruzione delle colonnine, la base verrà stampata con le velocità “standard” che abbiamo impostato nelle nostre configurazioni dello slicer. Spesso così risolviamo ma nel caso si tratti di un singolo pezzo piccolino, aumentare il tempo minimo di stampa di un layer può significare aumentare “tutto” il tempo di stampa e per un singolo pezzo non è comunque garanzia di qualità. Un’alternativa è stampare più di un pezzo dello stesso oggetto o più oggetti con dimensioni molto simili possibilmente collocati a distanza tra di loro. In questo modo il passaggio dell’hotend sull’ultimo layer stampato ad esempio del primo oggetto avviene dopo aver fatto i layers pari livello degli altri e quindi dando più tempo al primo oggetto di raffreddarsi. Sempre a seconda della forma dell’oggetto da stampare, immaginiamo di dover stampare una “L” e di doverla stampare così come la vediamo, in verticale. La base della “L” visto l’appoggio generoso non avrebbe problemi ma la parte verticale probabilmente si. In questo caso sicuramente aumentare il tempo di stampa del singolo layer ci sarebbe di aiuto ma se non fosse sufficiente il posizionarci non troppo vicino una “I” potrebbe essere risolutivo. Praticamente stamperemmo una “I    L“. Certo, ora direte “ma che ci faccio poi con questa bella “I“? Nulla, ma anche con solo una “L” venuta male non ci fate un granchè ….  🙂

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Regolare la Vref dei driver

Regolare la Vref dei driver A4988 e DRV8825

 

Regolare la vref dei driver A4988 Regolare la vref dei driver DRV8825

Un passo importantissimo per settare a dovere la nostra stampante 3d è quello di regolare la Vef dei driver dei motori passo passo.
Molto spesso una taratura affrettata di questi driver porta a perdita di passi o direttamente alla loro rottura per surriscaldamento.

Ho utilizzato su stampanti diverse  con schede diverse sia gli A4988 StepStick che i DRV8825 più attuali. La principale differenza tra i due driver riguarda la capacità di corrente erogata ed il numero di passi gestiti, per gli A4988  2A e 16 microstep e per i DRV8825 2,5A e 32 microstep.  Ovviamente anche il costo varia ed i primi sono naturalmente più economici.
La prima volta che ho acceso l’elettronica della mia prima stampante 3d equipaggiata di A4988 e ho provato a far muovere i motori ottenni un sibilo, un surriscaldamento del driver e nessun movimento da parte del motore. Trovai in rete la causa, era dovuto molto probabilmente alla Vref mal regolata. Trovai anche come misurarla con il multimetro e come regolare la vref dei driver correttamente. La misurazione della Vref va effettuata con un multimetro impostato per leggere una tensione continua abbastanza bassa ed il puntale del positivo(+) a contatto con la parte superiore del trimmer e quello negativo ad una massa(GND).
Misurando la Vref con il multimetro leggevo un valore (0,12V) decisamente al di sotto di quello necessario per far arrivare la giusta corrente che serviva al motore stepper per muoversi. Dopo essermi procurato un cacciavite in plastica (non ne usate uno metallico) e tolto l’alimentazione alla scheda per precauzione, ho iniziato  ruotando di pochissimo il trimmer in verso orario e riprovando il movimento. Il fischio era diminuito, il driver aveva impiegato più tempo a raggiungere un’alta temperatura ed il motore si era mosso. Sul multimetro avevo 0,35V. Ho proseguito quindi spostando ancora un pochino il trimmer nello stesso verso di prima riprovando a far girare il motore e finalmente il motore si muoveva correttamente ed il driver non fischiava più. Sul multimetro avevo 0,55V. La temperatura del driver era comunque aumentata il che mi ha convinto definitivamente che non solo andava montato il dissipatore ma anche che i driver vanno ben ventilati sempre. Faccio presente anche che per i due motori dell’asse “Z” che condividono il driver, il valore della Vref da me impostato è leggermente più alto(0,63V).
Per i DRV8825 ho usato lo stesso metodo e il valore della Vref più adatto ad i miei motori è di 0,63V. Ho specificato “ai miei motori” perchè i valori della Vref da me impostati su entrambe i tipi di driver si riferiscono alla tensione che “regola” l’intensità di corrente erogata dal driver stesso necessaria appunto per i miei motori.  Se i vostri dovessero essere più o meno esigenti ovviamente i valori da impostare dovranno essere quelli che meglio consentono il movimento dei vostri stepper motors. Non sottovalutate l’importanza di regolare la vref dei driver in modo corretto, un valore troppo basso o uno troppo alto possono pregiudicare sia le stampe sia l’elettronica che equipaggia la vostra stampante 3d.

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motori passo passo (stepper)

Motori passo passo

Perché si usano i motori passo passo nelle stampanti 3d?

motori passo passo
Una delle caratteristiche principali dei  motori passo passo o stepper motors è quella di poter compiere una rotazione completa suddivisa in piccoli tratti. Provo a spiegarmi meglio, una rotazione completa significa un movimento di 360° rispetto al punto di partenza su una circonferenza. Per semplificare il concetto immaginiamo di poter far girare l’albero del nostro motore passo passo di 1° alla volta, per compiere una rotazione completa dovremo “dire” al motore di azionarsi per 360 volte sempre nello stesso verso.

motori passo passo

Questi piccoli movimenti sono i “passi” ed è intuibile il livello di precisione ottenibile nello spostamento. I motori passo passo che si usano per le stampanti 3d hanno generalmente passi da 1,8° il che vuol dire che per compiere una rotazione completa dovremo azionare il nostro motore 200 volte (200×1.8°=360°), quindi con un ottimo livello di precisione comunque. Questa precisione viene sfruttata per far compiere degli spostamenti piccolissimi alle parti in movimento della stampante 3d permettendo quindi un livello di accuratezza e dettaglio notevole nelle nostre stampe.  Altra caratteristica dei motori passo passo, forse la più importante, è quella di poter rimanere in una determinata posizione, cioè se gli chiediamo un movimento ad esempio di 10,8°  fino al sopraggiungere di una nuova richiesta di rotazione lui resterà praticamente bloccato,  garantendo quindi una costanza nello posizione raggiunta, determinante nei movimenti soprattutto lungo l’asse “Z” delle stampanti 3d.  La bassa velocità di rotazione ottenibile con un motore passo passo ci permette  una fluidità nei movimenti anche non lineari, ad esempio quando l’hotend deve disegnare un cerchio, in una stampante 3d cartesiana ciò avviene muovendo contemporaneamente l’asse “X” e quello “Y” e più fluido sarà il movimento dei due assi maggiore la qualità e precisione del nostro cerchio.

motori passo passo

 

Identificare le fasi nei motori passo passo bipolari.

I motori passo passo utilizzati nelle stampanti 3d sono prevalentemente bipolari cioè con quattro fili ed il loro azionamento avviene facendo transitare la corrente in modo alternato in entrambe le direzioni per generare il campo magnetico adatto a indurre la rotazione con precisione. I quattro fili identificano le quattro bobine collegate a coppie e identificare le stesse non è poi complicatissimo. Con un tester posizionato in modo da misurare un valore di resistenza si devono trovare le coppie di fili collegate, quelle cioè che restituiscono un valore sul tester. Supponendo di avere i 4 fili verde, rosso, blu e nero ed avendo identificato le coppie con rosso/verde e blu/nero ora possiamo trovare la sequenza adatta per permettere il corretto senso di rotazione. Con una sorgente di alimentazione, io uso in genere una semplice batteria da 9V ben carica, colleghiamo la prima coppia ad esempio rosso al positivo(+) e verde al negativo(-) e noteremo un piccolo movimento dell’albero motore. Facendo la stessa cosa per la seconda coppia con blu al positivo(+) e nero al negativo(-) e controllando se il verso della rotazione del motore è lo stesso ottenuto prima. Se siamo stati fortunati avremo già la sequenza giusta che sarà rosso-positivo(+)/verde-negativo(-)/blu-positivo(+)/nero-negativo(-) per la rotazione in un verso e rosso-negativo(+)/verde-positivo(+)/blu-negativo(-)/nero-positivo(+) per il verso opposto, altrimenti basterà cambiare e verificare la corretta associazione colore/polo di una delle due fasi.

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