Alessandro Tassinari

E’ ormai risaputo che viviamo nell’ “Era della plastica”, basta guardarci intorno e notare quale sia il materiale più presente, in tutte le sue svariate forme, per capire che state vivendo in quest’epoca. La produzione della plastica è in continuo aumento, ciò è dovuto al fatto che si tratta di un materiale leggero, chimicamente inerte e facilmente lavorabile. Le caratteristiche sì, sono straordinarie, ma la plastica dispersa nell’ambiente origina un elevato danno paesaggistico e un inquinamento eco sistemico, più di ogni altra cosa per la natura "indistruttibile" di questi materiali. Ad incrementare il problema va aggiunto che, in questo periodo, produrre un manufatto in plastica riciclata costa in genere più che produrlo utilizzando materiale vergine. Proprio a causa di ciò un qualsiasi produttore ci penserà bene se spendere denaro nel tentativo di trovare un processo che permetta di avere un prodotto equivalente utilizzando materiale riciclato, spendendo però molto di più. Ma esiste un modo alternativo per riciclare comuni oggetti in plastica? E' possibile pensare alla stampa 3D come un sistema che possa aiutare a riciclare oggetti arrivati a fine vita? Una risposta univoca non è facile darla, ma in aiuto arriva Perpetual Plastic Project! In questa guida: > Perpetual Plastic Project e i test sui materiali riciclabili > Quale plastica si può riciclare tramite stampa 3D? > Test di riciclo PLA > Test di riciclo PS > Test di riciclo LDPE > Test di riciclo PA > Test di riciclo PP > Test di riciclo PET > Commento all'approccio di PPP > Come produrre a casa filamento per stampa 3D Perpetual Plastic Project e i test sui materiali riciclabili Tra tutte le realtà che hanno cercato di dare una risposta a domande così difficoltose e tecniche, Perpetual Plastic Project è forse quella che ha cercato di semplificare il più possibile il concetto di "ciclo della plastica". Perpetual Plastic Project propone diverse modalità di riciclo della plastica proveniente di oggetti d'uso comune e, tra le possibili soluzioni, è presente anche la stampa 3D. Dopo una ricerca in questo campo, ho trovato l'approccio estremamente pratico di Perpetual Plastic Project estremamente efficace e probabilmente d'interesse per il pubblico dei maker. In questa guida faccio riferimento all’articolo intitolato “Plastics that can be recycled for 3D printing” di Bart Bleijerveld, purtroppo oggi non più disponibile in rete, ma del quale siamo riusciti a recuperare i contenuti fotografici pubblicati nel lontano 2012. In quell'articolo Bleijerveld metteva in pratica l'uso delle macchine progettate da Perpetual Plastic Project. L'obiettivo? Verificare quali plastiche d'uso comune fossero riutilizzabili tramite stampa 3D. Nelle prossime righe trovate i test di riclo della plastica tramite stampa 3D effettuati dal team di PPP. Quale plastica si può riciclare tramite stampa 3D? Siccome non si hanno informazioni dettagliate circa la duttilità dei materiali utilizzabili nella stampa 3D, secondo il team della PPP il modo migliore per scoprirlo è stato quello… di provarlo! Per l’appunto hanno raccolto nel tempo differenti tipologie di plastiche raccolte in luoghi pubblici, le hanno trattate attraverso la torre di lavaggio, in seguito introdotte prima nel trituratore, poi nell’estrusore e, infine, sono state stampate in 3D. Ogni test è stato opportunamente documentato con foto, le stesse foto che ti ripropongo oggi in questo articolo. Torna all'Indice Test di riclo PLA (acido polilattico) Il primo materiale testato è il PLA (immagine di copertina), trovato al Lowlands festival 2012 nei Paesi Bassi. Esso costituisce al momento un materiale monouso utilizzato spesso nei festival e piuttosto comune per i FDM. Si è riscontrato che il PLA funziona bene sia all’estrusore che nella stampa 3D: decisamente un ottimo inizio! Torna all'Indice Test di riclo PS (Polistirolo) Il test successivo è stato fatto sull’altro materiale usa e getta più comune nello stesso festival, ovvero il polistirolo. Il team è riuscito con successo a riciclarne un bicchiere creando anelli all‘Open Day dell’ospedale Martini presso Groningen. Torna all'Indice Test di riclo LDPE (Polietilene espanso a bassa densità) Il terzo materiale che il team ha aggiunto alla lista dei successi è quello delle buste di plastica, anch’esso pratico e comodo usa e getta comunemente utilizzato, realizzate in LDPE, ovvero polietilene espanso a bassa densità. L’idea è nata dal voler riutilizzare le buste rotte dal caratteristico colore blu del Albert Heijn, un supermercato diffuso nei Paesi Bassi; inizialmente, giacché il trituratore è stato progettato per bicchieri, non ha funzionato correttamente con le buste e sono stati costretti a tagliare a mano… un lavoro lungo e faticoso! La fatica è stata però ripagata: dall’LDPE iniziale ne è derivato un materiale finale simile al primo, ovvero dotato di buona flessibilità come le buste, appunto. Oltre alle buste sono anche stati utilizzati tappi di bottiglie dello stesso materiale con risultati notevolmente buoni! Torna all'Indice Test di riclo PA (Poliammide) Il successivo materiale proviene da una partita di poliammide in polvere ottenuta da Shapeways. Questa polvere è il materiale di scarto dalle loro macchine da stampa SLS 3D ed è stata usata come input con la macchina della PPP per la stampa con tecnologia FDM. Nella fase successiva di stampa con lo stesso materiale si è reso necessario qualche ritocco per la stampa 3D, riuscendo nell’intento di creare un anello adeguato PPP. Si può dedurre che il poliammide lavora bene per estrusione, anche se la relativa polvere richiede un progetto idoneo, in grado di poterla maneggiare. Torna all'Indice Test di riclo PP (Polipropilene) I membri del team erano dubbiosi se inserire questo test fra i successi, poiché in principio il test ha dato esito negativo: introducendo nell’estrusore alcune scatole rotte dell’IKEA, esso restituì solamente alcuni filamenti disordinati. Tutt’altro riscontro per la stampa 3D, infatti i filamenti sono risultati particolarmente efficienti alla stampa. Nonostante le impostazioni di base fossero uniformate per una stampa PLA, è visibile come il risultato sia eccellente! Torna all'Indice Test di riclo PET (Polietilene tereftalato) Polietilene tereftalato (PET) è una plastica molto comune, una delle materie plastiche più utilizzate e riciclate al mondo. Per poter fare un riciclo di alta qualità è necessario un trattamento speciale rispetto ad altre materie plastiche, poiché si presente sia in forma amorfa, quella trasparente, che cristallina, bianca e opaca. L’unione delle due porterebbe, come intuito, ad un risultato disomogeneo, inoltre prima di entrare nell’estrusore entrambi i materiali vanno essiccati e cristallizzati... un’ottima sfida per un team davvero in gamba! Torna all'Indice Commento all'approccio di PPP In conclusione, il team di PPP si presta ad accogliere nuove idee sul come impiegare altre materie plastiche per la stampa 3D, sperando che queste possano costituire un successo ulteriore per raggiunger un obiettivo ancor più ambizioso: portare all'eliminazione del complesso e costoso processo di separazione della plastica per il riciclaggio. Ma l'apprroccio di PPP è davvero utile ai fini di agevolare il riciclo della plastica? Il mio personale parere è che i test effettuati non possano essere troppo generalizzati e che, senza dubbio, non hanno lo scopo di affiancarsi alla ricerca scientifica. E' innegabile però l'utilità di un approccio pratico come questo in un'ottica di sensibilizzazione nei confronti di pratiche poco virtuose che l'essere umano continua ad avere nei confronti dell'ambiente. PPP infatti ha lo scopo di dimostrare quanto può essere semplice cambiare le nostre abitudini e, di conseguenza, avere un impatto positivo sul mondo. In conclusione, credo che il progetto PPP sia degno di avere visibilità e di essere appoggiato da tutti, soprattutto da noi che, con la stampa 3D, possiamo divertirci e, perché no, avere anche un ruolo positivo! Torna all'Indice Come produrre a casa filamento per stampa 3D Se ti interessa il tema del riciclo e vuoi approfondire diversi approcci, in questa guida puoi scoprire come realizzare il filamento per la stampa 3D semplicemente a casa tua. Non ti aspettare chissà quali magie, in questo caso l'attenzione è posta più che altro sui costi del materiale più che sull'impatto ambientale. Eppure, come vedrai, i due discorsi non sono poi così lontani tra loro! Torna all'Indice

Nella realizzazione di un oggetto stampato in 3D particolarmente complesso, i supporti sono fondamentali. Dopo che si assume un po' di esperienza con la stampa 3D, una domanda sorge spontanea: Considerando che le stampanti 3D FDM depositano il materiale a strati muovendosi in verticale, com'è possibile stampare un oggetto avente parti aggettanti che NON hanno materiale al di sotto su cui appoggiarsi? Mistero della fisica? Nient'affatto! Il tutto è risolvibile mediante dei supporti removibili a fine stampa, generati in automatico dal software di slicing. In questa guida ti spiego nel dettaglio cosa sono i supporti e come utilizzarli grazie a un esempio pratico stampato direttamente da noi! In questa guida: > Cosa sono i supporti > Materiali idrosolubili per i supporti > Supporti e slicer > Esempio pratico di uso dei supporti Cosa sono i supporti I supporti sono strutture che vengono generate dal software slicer quando l'oggetto da stampare presenta delle superfici inclinate, dei ponti, degli sbalzi o degli aggetti. La funzione delle strutture di supporto è quella di sostenere queste parti del modello durante la stampa, evitando il collasso delle superfici a causa della forza di gravità, che farebbe colare il materiale. Tali supporti possono essere rimossi a mano oppure, nei casi in cui si disponga di una stampante 3D con doppio estrusore, possono essere realizzati estrudendo un materiale diverso da quello principale e che, a contatto con una determinata soluzione liquida, si dissolve. In genere, nel software slicer è possibile attivare o disattivare la generazione automatica dei supporti. Se attivata, viene abilitata la possibilità di modificare i parametri che ne gestiscono la realizzazione, come ad esempio la geometria, la densità, lo spessore o la velocità di stampa. Torna all'Indice Materiali idrosolubili per i supporti Tra i materiali di stampa più indicati per la realizzazione dei supporti troviamo al primo posto il PVA. Il PVA - alcol polivinilico - è un composto chimico biodegradabile, non tossico e solubile in acqua, non necessariamente calda. Grazie a questa proprietà, il PVA è impiegato spesso come materiale di supporto per oggetti di ABS, PLA o PETG, materiali con cui lega bene. Un materiale idrosolubile alternativo al PVA è l'HIPS, il quale si dissolve nel Limonene ed ha un costo inferiore al PVA. Inutile dire che il PVA è molto apprezzato grazie al fatto che dissolve in semplice acqua, evitando ai consumatori la movimentazione di composti chimici. Nella nostra guida pratica ci focalizzeremo sull'impiego e la rimozione dei supporti realizzati con lo stesso materiale dell'oggetto da produrre. Come modello da realizzare, abbiamo scelto una statuetta in scala del Cristo Redentor di Rio de Janeiro (eh si, abbiamo voglia di caldo e mare!). Come puoi vedere dall'immagine sottostante, la figura ha un corpo centrale e presenta le braccia aperte fortemente aggettanti. Sarà proprio sotto le braccia che andremo a realizzare i supporti. Torna all'Indice Supporti e slicer I programmi di slicing offrono la possibilità di scegliere se posizionare o meno un supporto a sostegno delle parti sporgenti del modello 3D. Inoltre, è possibile impostare, a seconda delle proprie esigenze, un angolo di sbalzo massimo superato il quale verrà generato il supporto (solitamente, il limite è impostato generalmente a 60°). In funzione dello slicer che si sceglie, potrebbero esserci delle variazioni nel volume del materiale di supporto. Se, per esempio, consideriamo lo slicer Simplify3D, si potrà ottenere un supporto ottimizzato. Ciò comporta un risparmio di materiale, una riduzione dei punti di contatto con il modello da stampare e una maggiore facilità di rimozione. Un'altro software molto utilizzato è Meshmixer il quale ottimizza i supporti e minimizza l'apporto di materiale. L'ottimizzazione dei supporti è un aspetto non trascurabile nella stampa 3D FDM, tant'è vero che nel tempo sono stati implementati diversi algoritmi per la creazione di supporti "intelligenti". In questa guida abbiamo adoperato lo slicer opensurce Cura e l'oggetto è stato stampato con una Printerbot Simple. Torna all'Indice Esempio pratico di uso dei supporti Dopo aver caricato l'oggetto nello slicer e impostato i parametri relativi alla qualità di stampa, al riempimento ed alla velocità e temperatura di estrusione, abbiamo tre possibilità di scelta relative al tipo di supporto: attivarli ovunque; posizionarli in modo che il supporto si innalzi solo dal piatto di base; non attivarli. L'opzione va impostata dalla tendina evidenziata in turchese nell'immagine in alto e, una volta scelta l'impostazione che fa per noi, il volume del supporto sarà creato automaticamente dal programma. Generato il G-code, la stampante sarà in grado di riconoscere il supporto e di conseguenza lo tratterà in maniera diversa rispetto all'oggetto. Il supporto corrisponde al volume azzurro che si vede sempre nell'immagine in alto. In questo caso l'opzione selezionata è "Touching buildplate", ovvero il supporto si innalza solo dal piatto di base, fino alle parti aggettanti. Nell'immagine in basso, invece, abbiamo selezionato l'opzione "Everywhere". Come puoi notare, il software genera i supporti anche sotto al mento del nostro modello, appoggiandoli direttamente sul petto della figura. Un dettaglio non da poco in quanto i supporti sotto al mento potrebbero rovinare la superficie del modello. In funzione dell'oggetto che si stampa è possibile scegliere, volta per volta, se adoperare o meno i supporti. Nel nostro caso di esempio, l'uso è strettamente necessario, ma avremmo potuto optare, quasi indifferentemente, sia per l'opzione "Everywhere" mettendoli ovunque, che per l'opzione "Touching buildplate" facendoli partire solo dal piatto di base. Per la nostra stampa abbiamo scelto la seconda opzione anche se, a livello teorico sarebbe stata più corretta la prima. Siccome l'oggetto è molto piccolo abbiamo ritenuto opportuno usare l'opzione "Touching buildplate" poichè, secondo noi, la stampante avrebbe gestito discretamente il piccolo sbalzo sotto al mento, come infatti ha fatto. Le immagini seguenti mostrano l'oggetto con i supporti ancora attaccati e lo stesso oggetto dopo la rimozione dei sostegni. Si può notare come il supporto sia dotato di un riempimento inferiore rispetto all'oggetto, per evitare spreco di materiale e per agevolare la rimozione manuale. Per puro divertimento abbiamo provato anche a non mettere affatto il supporto ed a stampare comunque loggetto, in modo tale da mostrare le conseguenze di tale scelta. Il risultato è stato che la stampa non è andata a buon fine e le immagini sottostanti lo dimostrano. Se hai ancora dubbi o curiosità in merito oppure se hai fatto esperimenti e vuoi condividerli con il network di stampa3d-forum, non esitate a scrivere sul forum! Torna all'Indice