Filamenti di supporto: Tutto ciò che c’è da sapere

Per realizzare stampe 3D complesse, avere delle strutture di supporto è fondamentale. Grazie ad esse possiamo realizzare geometrie complesse mantenendo intatta l’estetica del progetto. In questo articolo parleremo dei migliori filamenti di supporto per realizzare strutture di supporto, delle alternative disponibili, delle migliori pratiche e come risolvere i problemi. Quindi, leggi attentamente questo articolo per scoprire come realizzare stampe 3D complesse.

Introduzione alle strutture di supporto

Cosa sono le strutture di supporto?

Le strutture di sostegno sono costruzioni temporanee stampate insieme al modello principale per garantire la stabilità della stampa. Se il progetto del modello prevede geometrie complesse o sporgenze, necessita di un supporto adeguato al fine di evitare che si afflosci o crolli. Le strutture di supporto servono a mantenere in posizione le forme e le caratteristiche più complesse fino al termine della stampa.

Dopo aver analizzato il progetto e i parametri impostati, il software di slicing indica le aree che richiedono un supporto e le stampa insieme al modello originale. Queste strutture sono rimovibili manualmente o solubili in acqua.

Importanza delle strutture di supporto nella stampa 3D

Le strutture di supporto sono estremamente importanti per stabilizzare determinate parti della stampa. Garantiscono una riproduzione precisa di dettagli complessi e permettono di ottenere modelli di qualità migliore. Senza le strutture di supporto, sarebbe pressoché impossibile riprodurre figure complesse nelle stampe 3D. Le strutture di supporto conferiscono versatilità alla tecnologia della stampa 3D, ne amplificano la funzionalità e favoriscono la possibilità di produrre oggetti rivoluzionari.

Tipi di materiali di supporto

A seconda del progetto, vengono spesso utilizzati diversi filamenti per realizzare strutture di supporto per la stampa 3D:

PVA (Polyvinyl Alcohol – Alcool Polivinilico)

L’alcool polivinilico, altrimenti noto come PVA, è uno dei tipi di filamenti di supporto usato per realizzare strutture di supporto solubile in acqua e dotato di un’elevata compatibilità, comunemente utilizzato per via delle sue ottime caratteristiche come supporto. Si dissolve facilmente nell’acqua lasciando la stampa pulita. Puoi usare il PVA con diversi filamenti per la stampa.

HIPS (High Impact Polystyrene – Polistirene ad Alto Impatto)

Il polistirene ad alto impatto è un altro filamento per realizzare strutture di supporto molto compatibili, che si dissolve senza problemi nel d-limonene lasciando una superficie uniforme.

Separazione delle strutture di supporto

Sostanzialmente si utilizza il filamento scelto per il progetto principale per creare strutture di supporto e, una volta completata la stampa, queste ultime vengono tagliate o spezzate fisicamente. Sono piuttosto facili da rimuovere e sono ottime come supporto.

Altri tipi di materiale per le strutture di supporto

Oltre alle strutture di supporto sopra citate, vengono usati anche:

Nylon

Anche il nylon è molto utilizzato nei filamenti di supporto, in quanto offre un buon supporto alle sporgenze ed è solubile nei solventi. È possibile rimuovere i supporti anche manualmente.

Supporto in metallo

Questo tipo di supporto è utilizzato nei lavori di stampa 3D, come la fusione laser selettiva, per sorreggere le parti metalliche. Normalmente, per realizzare queste strutture di supporto si utilizza una polvere metallica simile a quella usata per la stampa principale. Questi supporti metallici sono facilmente rimovibili mediante sabbiatura o elettroerosione.

Breve panoramica delle strutture di supporto aggiuntive disponibili

Resine di supporto solubili

I filamenti di supporto in resina vengono utilizzati come filamenti di supporto per alcune tecnologie come l’elaborazione digitale della luce. Alcuni solventi vengono utilizzati per sciogliere le strutture di supporto in resina.

Strutture di supporto FDM

Nei processi di stampa FDM, i filamenti compatibili con la tecnologia FDM, come l’ABS o il PLA, vengono utilizzati per realizzare le strutture di supporto. Una volta stampato l’oggetto, è possibile rimuovere queste strutture di supporto.

Materiali di supporto resistenti al calore

Tecnologie come la sinterizzazione laser selettiva richiedono materiali termoplastici ad alta temperatura come il PEI per stampare le strutture di supporto.

Lavorare il PVA

Quando si stampano le strutture di supporto per un modello, è necessario tenere a mente alcuni aspetti come le impostazioni di stampa o le modalità di rimozione del supporto. In questa sezione tratteremo i modi migliori per lavorare il PVA.

Impostazioni di stampa e considerazioni

Temperatura di stampa del PVA: Benché la temperatura di stampa possa variare a seconda delle marche dei filamenti, la temperatura ideale varia solitamente tra i 180 e i 210 gradi Celsius.

Aderenza al letto: Per una migliore aderenza del letto, usa una piastra riscaldata e puliscila prima di stampare. Puoi anche utilizzare una colla a base di PVA per far aderire meglio il filamento alla superficie.

Velocità di stampa: È meglio utilizzare una velocità più bassa, preferibilmente intorno al 20-50% del filamento principale, quando si stampano strutture di supporto con il PVA. Così si garantisce una migliore adesione, un deposito preciso e si mantiene l’integrità strutturale.

Procedure migliori per rimuovere supporti in PVA

Per rimuovere facilmente i supporti, fai così:

• Immergi il modello nell’acqua affinché i supporti si disciolgano in essa.
• Spazzola i supporti per accelerare lo scioglimento.
• Cambia l’acqua quando diventa torbida con il PVA fuso.
• Risciacqua il modello e lascia che si asciughi completamente.
• Applica le tecniche di post-elaborazione per ottenere una migliore finitura superficiale.

Consigli per ottimizzare le strutture di supporto in PVA

Usa i filamenti di supporto ove necessario. Non eccedere con i supporti perché possono allungare i tempi di stampa e sprecare filamento. Per ottimizzare il supporto in PVA, è possibile:

1. Per preservare l’integrità strutturale, regola la densità del supporto nel software di slicing.
2. Per migliorare la stabilità e l’adesione, aumenta l’area dell’interfaccia di supporto.
3. Stampa ad una velocità inferiore per un’adesione e un deposito migliori.
4. Incrementa la soglia dell’angolo di sporgenza.
5. Regola la temperatura di stampa per minimizzare le possibilità di incordatura.
6. Controlla il processo di stampa e risolvi i problemi.

Scegliere il giusto filamento per la struttura di supporto

Fattori da considerare quando si sceglie un filamento per la struttura di supporto

È importante scegliere un filamento compatibile per i supporti di stampa, per evitare che il processo di rimozione diventi difficile. I fattori da considerare per scegliere il filamento giusto sono:

• Assicurati che il filamento di supporto sia compatibile con il filamento principale.
• Valuta la facilità di scioglimento dei filamenti o le fasi di post-elaborazione.
• Scegli un filamento per il supporto che aderisca facilmente all’oggetto da stampare.
• Per evitare problemi di ostruzione, il filamento di supporto e il filamento primario devono avere temperature di stampa analoghe o prossime.
• Valuta la resistenza meccanica del filamento di supporto e controlla se corrisponde ai requisiti di stampa.
• Alcuni filamenti di supporto sono ideali per realizzare prototipi in tempi brevi, mentre altri sono più indicati per realizzare i dettagli. Scegli quindi un filamento di supporto perfetto per il tuo progetto di stampa.

Compatibilità con la stampante e il filamento principale

I materiali per la struttura di supporto devono essere sufficientemente compatibili con il filamento primario e con la stampante, in modo da garantire la stabilità dei supporti e una rimozione ottimale degli stessi. Verifica che la tua stampante possa sopportare la temperatura necessaria per stampare con il filamento di supporto e che sia idonea alla doppia estrusione.

Nuovamente, la compresenza del materiale di supporto con il filamento principale comporta una migliore adesione tra la stampa principale e il supporto.

Quindi, scegli un filamento che aderisca correttamente al modello principale.

Casi d’uso e applicazioni

Le strutture di supporto vengono utilizzate moltissimo per stampare modelli delicati in diversi settori. Grazie ad esse, possiamo stampare modelli complessi. L’uso dei supporti è molto comune in settori come quello automobilistico o aerospaziale, dove i progetti spesso sono troppo complessi. Sono ampiamente utilizzati anche nell’industria medica per produrre protesi, modelli anatomici o guide chirurgiche.

Queste strutture di supporto sono diffuse anche tra gli studenti e gli architetti per realizzare modelli architettonici e sculture.

Conservazione e trattamento dei filamenti di supporto

Consigli per la conservazione per evitare che venga assorbita l’umidità

1. Conserva i filamenti di supporto in un sacchetto sigillato sottovuoto o in un contenitore ermetico.
2. Aggiungi delle bustine di essiccante all’interno del contenitore per mantenere il filamento asciutto.
3. Conserva i filamenti in un luogo fresco e asciutto, lontano dalla luce del sole.
4. Installa un sensore di umidità nella stanza dove li conservi, in modo da poter intervenire più rapidamente se la temperatura cambia.
5. Acquista essiccatori di filamenti o dry box utilizzate per assorbire l’umidità in eccesso e mantenere il filamento asciutto.

Tecniche di trattamento corrette per mantenere l’integrità del filamento

• Conserva il materiale di supporto in un contenitore ermetico e aggiungi qualche bustina di essiccante in modo che l’ambiente interno rimanga asciutto.
• Usa i guanti perché toccando direttamente il filamento puoi trasferire l’umidità o il grasso al filamento.
• Tieni pulito l’ugello per migliorare l’estrusione del filamento.
• Assicurati che la bobina del filamento sia posizionata accuratamente per evitare che si attorcigli.
• Per conservare la qualità del filamento, assicurati che l’ambiente di stampa sia stabile.

Risoluzione dei problemi

Alcuni problemi sono piuttosto comuni per quanto riguarda la stampa di strutture di supporto e non sono particolarmente diversi da quelli della normale stampa 3D. Questi sono:

Problemi di aderenza

I filamenti di supporto spesso non riescono ad aderire al piano di costruzione quando quest’ultimo non è sufficientemente riscaldato, non è livellato correttamente o presenta dei residui. Per ovviare a questo problema, è bene tenere pulito il piano di lavoro, utilizzare ausili adesivi come la lacca per capelli e assicurarsi che il livellamento sia corretto.

Incordatura

La temperatura di stampa elevata e le impostazioni di retrazione errate sono la causa dell’incordatura. La calibrazione della velocità di stampa, della temperatura e della distanza di retrazione possono risolvere il problema.

Ostruzione

I residui di filamento rimasti dalle stampe precedenti spesso causano questo problema, che si può risolvere regolando con precisione la temperatura di stampa, utilizzando l’ugello della giusta dimensione e mantenendolo sempre pulito.

Domande Frequenti

Cos’è un filamento di supporto?

I filamenti di supporto sono filamenti temporanei utilizzati per stampare strutture di supporto a geometrie composte e sporgenze. Generalmente sono solubili in acqua e quindi facili da smaltire al termine della stampa.

Qual è il miglior filamento di supporto per il PLA?

Il PVA è il filamento di supporto maggiormente compatibile con il PLA per via della sua solubilità in acqua, della sua facilità di adesione e della compatibilità con la temperatura di stampa.

Qual è il miglior filamento di supporto per l’ABS?

L’HIPS è la soluzione migliore per i filamenti ABS, poiché entrambi i filamenti presentano la stessa temperatura di stampa. Inoltre, l’HIPS si scioglie facilmente in solventi quale il limonene.

Le strutture di supporto consentono di aggiungere forme innovative e complesse alle nostre stampe 3D ed è per questo che industrie come quella aerospaziale o automotive le utilizzano per stampare parti funzionali. Quando si stampano strutture di supporto è necessario prestare attenzione alla scelta del filamento di supporto.

Considera i fattori che abbiamo illustrato nell’articolo e scegli attentamente. Speriamo che questo articolo possa tornare utile.