Stampanti 3D: la velocità di stampa

La velocità di stampa è probabilmente uno dei parametri più importanti nella stampa 3D. Se impostato male, otterremo senza alcun dubbio risultati di bassa qualità.

Eppure, si tratta di una di quelle impostazioni a cui, prima di ogni altra cosa, viene da pensare: lo stampatore 3D vuole sempre poter toccare con mano il proprio modello il prima possibile. Ed è proprio in questi casi che, facendosi prendere dalla "voglia di velocità", iniziano a saltare fuori i problemi.

Prima di entrare nel dettaglio di questo parametro di stampa, voglio specificare che, in questa guida, facciamo riferimento alle stampanti 3D FDM. Le stampanti che operano con altre tecnologie non utilizzando un parametro di velocità come di seguito descritto.

Detto questo, se sei alle prese con una stampante 3D FDM che vi sta dando risultati poco soddisfacenti, probabilmente stai leggendo la guida giusta!

La velocità di stampa - Caratteristiche

I movimenti delle stampanti 3D possono raggiungere velocità molto elevate. Eppure, quando entriamo nella fase di stampa, siamo sempre costretti a ridurre notevolmente questo parametro.

Questo accade perché, facendo muovere molto velocemente le componenti della stampante 3D, si perderà della precisione. Dobbiamo sempre tenere a mente che abbiamo a che fare con del materiale che viene estruso da un ugello. Il materiale stesso ha necessità di depositarsi in modo uniforme e preciso.

Stampare a velocità ridotte permette di evitare problemi come lo "stringing", ossia filamenti sottili che vengono rilasciati quando l'ugello si deve spostare da un punto all'altro del modello effettuando la retraction.

Stampare ad alte velocità può anche causare problemi di precisione dei perimetri, soprattutto a causa dell'inerzia di movimento. Infatti, se pensiamo a un brusco movimento effettuato ad alta velocità (come nel caso dello spigolo di un parallelepipedo), sappiamo per certo che il filamento, che stava andando a tutta velocità verso una certa direzione, ne subirà una deformazione per un piccolo tratto.

Quello che accade è lo stesso che proviamo quando correndo cambiamo direzione. Quella sensazione di sbilanciamento che proviamo per un secondo "sporca" la nostra corsa. Stesso discorso vale per il materiale che viene estruso. Il modello presenterà come dei piccoli rigonfiamenti dopo gli spigoli, che saranno evidenti lungo tutta la parete.

Se questa circostanza si verifica, e la qualità è un fattore importante, non c’è altro rimedio che ridurre la velocità di stampa.

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Velocità di stampa e temperatura - Una relazione che non finirà mai

La velocità e la temperatura di stampa sono due parametri che vanno a braccetto. Non a caso, la regola generale vuole che all'aumentare della velocità di stampa, aumenti anche la temperatura di estrusione e viceversa.

La relazione tra questi due parametri è facilmente spiegata:

• se la velocità di stampa aumenta, il materiale dovrà essere estruso più velocemente. Per permettere al materiale di scaldarsi per tempo, è quindi necessario aumentare la temperatura di estrusione;
• se la velocità diminuisce, il rischio è di surriscaldare la superficie con la presenza dell’estrusore sul materiale, ottenendo una superficie deformata. Per limitare queste deformazioni, si tende quindi a diminuire la temperatura di stampa.

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Velocità di stampa - La relazione con accelerazione, qualità e materiali

Se sei vicino all'acquisto della tua prima stampante 3D, probabilmente avrai notato che i produttori forniscono sempre delle velocità di stampa massime raggiungibili. Magari, ti sarai fatto invogliare da macchine se sembra possano sostenere velocità superiori alle altre. Ebbene, sappi che i valori presentati sono solamente indicativi e poco attendibili, essenzialmente per 3 motivi:

Innanzitutto, dobbiamo parlare di "accelerazione", e possiamo farlo prendendo come esempio un'automobile. Se sappiamo che la velocità massima di un'automobile è di 300 Km/h, questo non ci garantisce che potrà sempre andare a questa velocità. Possiamo anche guidare una Ferrari, ma se la guidiamo in città, sarà impossibile raggiungere la velocità massima.

Parlando di stampanti 3D, quello che accade è esattamente lo stesso. La macchina è in movimento e deve effettuare spostamenti molto precisi, a volte seguendo geometrie travagliate: raramente potrà arrivare alle velocità massime indicate.

In secondo luogo, bisogna essere consapevoli del fatto che le velocità presentate non sono (quasi) mai messe in relazione con la qualità di stampa. Sostenere che una macchina può stampare a 150 mm/sec senza specificare con che qualità stamperà non ha alcun senso.

Infine, è necessario ricordare che le velocità di stampa sono legate alle caratteristiche termoplastiche del materiale. Questa regola fisica varia per qualsiasi materiale utilizzato ed ha una forte relazione con le caratteristiche meccaniche della stampante 3D. In generale, possiamo affermare che non potremo mai stampare l'ABS alla stessa velocità del PLA.

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Velocità di stampa - Conclusioni

Arrivati a questo punto, possiamo tirare alcune conclusioni. Presupponendo di essere a conoscenza che si dovranno stampare materiali che non permettono di stampare a velocità elevate, come ad esempio l'ABS, sarebbe opportuno ragionare sull'acquisto di una stampante 3D che prediliga la precisione o l'affidabilità.

In ogni caso, tieni sempre a mente che stampare ad alte velocità significa inevitabilmente perdere precisione e qualità nell'oggetto finito. Detto questo, la scelta resta sempre al progettista: si può scegliere di prediligere le prestazioni di esecuzione o le qualità meccaniche ed estetiche del pezzo prodotto.

A te la scelta!

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