Un progetto

Un progetto "open"

Cari amici, per chi inizia ad interrogarsi sulle stampanti 3D, la domanda principale è se...

Come iniziare l’avventura 3D

Come iniziare l’avventura 3D

Siete interessati ad acquistarne una? Leggete prima quest’articolo. Qualche nota introduttiva...

E per cominciare...la BOM

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La BOM (Bill Of Materials) altro non e' che l'elenco dei materiali necessari per l'assemblaggio...

Elettronica di controllo

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Slicing e software di controllo

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Una volta realizzato un modello 3D sono due i processi affinche' esso possa diventare "reale" ad...

Slic3r for Dummies

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Coming soon......

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Un progetto "open"

Cari amici,
per chi inizia ad interrogarsi sulle stampanti 3D, la domanda principale è se costruirsela da soli o comprarla bella e funzionante. Per uno "smanettone" la risposta è semplice, sempre che si sia mai posto la domanda. Per chi non lo e', non esiste una risposta giusta: quella pre-assemblata costa di più, ma è anche pronta per l'uso. Viceversa, se si intende costruirla, i dubbi sono tanti: quanto complicato sarà reperire i pezzi? Dove comprarli? Cosa acquistare? Riuscirò davvero a costruirla? E se a un certo punto trovo un problema che non riesco a superare, avro' perso tempo e denaro? A chi mi posso rivolgere per un aiuto se ne avessi bisogno?
Ma i quesiti non terminano qui: Quale stampante costruisco? Quale sarà alla mia portata? Quale sarà la migliore? La più semplice da assemblare? Quale la più economica? E quella con i componenti più semplici da reperire?

A meno di non aver scelto un progetto molto particolare, trovare risposta a tutte queste domande è semplice. E' necessario rivolgersi alla comunità. Questo è il miglior modo per trovare soluzioni ai nostri problemi.

Il progetto open-hardware mira a creare una comunità, che oltre a rispondere alle domande, sia in grado di porne delle nuove, consigliare e far crescere le competenze tecniche delle persone che vogliano addentrarsi nel nuovo mondo della stampa 3D.
La comunità non è solo un insieme di persone con particolari doti tecniche che rispondono alle domande, ma anche e soprattutto un gruppo che inizialmente pone dei quesiti, come potresti ben presto fare tu lettore, e che in seguito sarà in grado non solo di rispondere a questi, ma anche porne dei nuovi e soprattutto  sottomettere alla comunità un progetto completamente nuovo, o semplicemente migliorativo. Non appena avrai "committato" il tuo progetto, sottoponendolo alla comunità, sarà questa a farlo tuo, chiamandolo magari con il tuo nome, e con la sua cinica imparzialità potrà promuoverlo o bocciarlo, diffonderlo, migliorarlo o semplicemente ignorarlo. Il risultato dipende esclusivamente dal progetto.
Se non sei un esperto, ma vuoi entrare in questa comunità, sarai il benvenuto. Il miglior modo di contribuire a questo progetto è quello di esprimere i tuoi dubbi e porre interessanti domande. Se invece sei abbastanza esperto, potrai contribuire aiutando chi ne sa meno di te ,proponendo miglioramenti ai preesistenti progetti o sottoponendone di totalmente nuovi all'attenzione della comunita' che, se validi, vedrai presto diffondersi a macchia d'olio in tutto il mondo.

 

Come iniziare l’avventura 3D

Siete interessati ad acquistarne una? Leggete prima quest’articolo.


Qualche nota introduttiva per comprendere meglio di cosa stiamo parlando. La stampa 3D come la intendiamo oggi è una delle varianti di produzione possibili, denominata additiva. Gli approcci sono molteplici ma il 100% delle stampanti 3d utilizza la tecnica chiamata MPD (molten polymer deposition), deposizione a polimero fuso. Ciò vuol dire che il pezzo finale stampato risulta dalla deposizione di molteplici strati sovrapposti, deposti in tempi differenti. Andando più nello specifico questa deposizione viene attuata tramite un Estrusore, che ha il compito di fondere e deporre il materiale, nel quale entra un filamento polimerico solido che fornisce la materia prima di stampa.


Stampante 3d preconfezionata o da assemblare?


A questo punto cosa fare? Acquistare una soluzione preconfezionata oppure costruire da soli la propria stampante? A onor del vero tutte le stampanti 3D in commercio hanno la loro base in progetti open source, per cui, a parte qualche soluzione tecnica di impatto ridotto sulla stampante, è possibile affermare che i principi di funzionamento (e la difficoltà di costruzione) è praticamente la stessa.
Le uniche differenze tre le due opzioni risiedono nella paura di sbagliare dell’assemblatore e nel costo. Le difficoltà per un utente alle prime armi possono sembrare insormontabili (ma online e anche sul nostro sito ci sono ottime guide di riferimento visuali) ma in realtà sono ben poca cosa. Di fatto chiunque sia in grado di effettuare qualche saldatura  e abbia un minimo di manualità è in grado di acquistare i pezzi giusti e di assemblare la propria stampante 3d. Il secondo fattore è il prezzo: una stampante preconfezionata può costare anche dieci volte il prezzo dei materiali necessari per costruirla, ovviamente sarà più bella da vedere e sicuramente più rifinita, ma se non ci si sporca un po’ le mani che divertimento c’è?
Ma non è solo questo: l’esistenza di piccole modifiche proprietarie, la possibilità di utilizzare magari il solo filamento plastico fornito dalla ditta che ha costruito la stampante, oppure l’impossibilità di trovare a prezzi contenuti un particolare pezzo di ricambio, rendono la scelta di una stampante precostruita (e non completamente open) più rischiosa.
Tanto per orientarci nel panorama attuale, la Ultimaker e la Printrbot (e molte altre) sono kit da assemblare più costosi e con poche soluzioni meccaniche proprietarie, con elettronica presaldata, le RepRap (come la nostra) o le Rostock, sono soluzioni da costruire integralmente ma che fanno uso di parti comuni reperibili dappertutto, anche su Ebay, con parti plastiche che possono essere stampate dalla stessa stampante 3d (nel caso voleste costruirne un’altra). Il nostro Kit RepRap è completo di tutto quello che vi serve per assemblare la stampante e cominciare a stampare, date un’occhiata alla lista dei materiali.

 

Software

Il software in uso puo’ essere open o free, e non fa parte di questo piccolo articolo introduttivo, basti sapere che il file finale che è necessario per la stampa è un file STL che può essere ottenuto tramite tutti i moderni software di modellazione 3D (se ve ne occorre uno completissimo e free, usate Blender).


Movimento dell’estrusore

Il principio di funzionamento è semplice, l’estrusore deposita parti di polimero fuso  e crea il modello ma ogni stampante in particolare ha necessità di depositare in punti sempre diversi in modo da terminare uno strato (layer) e passare al successivo che si trova più un alto. E’ necessario quindi muovere l’estrusore sul piano XY e poi muoverlo sull’asse Z per passare allo strato successivo. Alcune stampanti muovono l’estrusore tramite carrelli, altre ancora lasciano la posizione dell’estrusore fissa e preferiscono muovere invece il piano su cui il pezzo viene creato. Le tipologie sono molteplici ma in particolare lo standard RepRap preferisce muovere sia l’estrusore che il piano di creazione.


Il filamento

Il filamento è il materiale consumabile della stampante 3D, è come se fosse la cartuccia di inchiostro. Esistono diversi materiali a disposizione, molto diversi per caratteristiche, per punto di fusione e per tossicità e bisogna anche notare che non tutti i modelli funzionano con qualsiasi tipo di filamento, proprio perché queste variabili sono molto diverse.
I filamenti più comuni sono PLA (polyactic acid), ABS (acrylonittrile butadene styrene) e PVA (Polyviniyl alcohol). L’Abs è lievemente tossico e la puzza è fastidiosa, ha una temperatura di fusione molto alta (250°C) e può essere lavorato finemente o incollato ad altri pezzi tramite acetone. Il Pla è una plastica biodegrabile che viene dal mais, ha temperature di fusione più basse dell’ABS. Il PVA è una plastica speciale che fonde a 190°C ma assorbe molta umidità, per cui il suo uso è abbastanza rischioso. La nostra RepRap può utilizzare indifferentemente PLA o ABS.

Per cui adesso che sapete tutto (o quasi) sulle stampanti 3D cosa aspettate a costruirvene una ed entrare nel magico mondo della stampa 3D ?



E per cominciare...la BOM

La BOM (Bill Of Materials) altro non e' che l'elenco dei materiali necessari per l'assemblaggio della vostra Prusa Mendel Iteration 2 che,pur essendo reperibile online, il più delle volte e' incompleto o non aggiornato. Qui di seguito troverete una lista completa con qualche informazione in più su quanto effettivamente serve.

  • 1 Kit comprendente le parti in plastica  
  • Barre filettate da 8 mm (6 x 370mm , 4 x 300mm, 3 x 440mm , 2 x 210mm, 1 x 50mm, 1 x 20mm)
  • Barre lisce in acciaio da 8 mm (2 x 420mm , 2 x 405mm, 2 x 350mm)
  • 100 Dadi M8
  • 50 Dadi M3
  • 100 Rondelle M8
  • 6 Rondelle M8x30
  • 25 Bulloni M3x10
  • 25 Bulloni M3x20
  • 4  Bulloni M3x40
  • 4  Bulloni M3x50
  • 50 Rondelle M3              
  • 8 Molle (necessarie per il piano di stampa e l'estrusore)
  • 2 Molle per gli assi Z
  • 2 Accoppiatori 5-8 mm tra motori e barre dell' asse Z in alluminio
  • 4 Motori Nema 17 da 40 Nm
  • 1 Motore Nema 17 da 48 Nm (va bene anche da 40 Nm ma con maggiore holding torque e' fortemente consigliato)
  • 8  cuscinetti a sfere 608zz
  • 12  cuscinetti a sfere lineari LM8UU/LM8EUU (anche solo 10 , 2 in piu' se si utilizzano gli stabilizzatori dell'asse Z)
  • 2 Cinghie GT2 da 1 m (questo tipo e' consigliato per la maggiore precisione dei movimenti)
  • 2 Pulegge GT2 in alluminio
  • 3 Finecorsa Meccanici (piu' pratici e di facile installazione rispetto a quelli ottici)
  • 1 Hobbed Bolt M8
  • 1 Kit comprendente la parte calda (Hot end) dell' estrusore (JHead con Nozzle da 0.5mm o 0.35 per filamento da 3 o 1.75 mm, cartuccia riscaldante e termistore  100K NTC possibilmente gia' cablato)
  • 1 Piano di compensato (MDF) 22.5 x 22.5 cm
  • 1 Heated Bed (necessario se si vuole stampare in ABS)
  • 1 Lastra di vetro/specchio 20x20 cm con spessore non superiore ai 5 mm
  • 1 Termistore 100K NTC (Heated Bed)
  • 1 Ramps 1.4
  • 1 Arduino Mega2560 R3 o compatibile (meno costoso rispetto ad altre soluzioni)
  • 4 Stepper Driver Polulu 4988 con dissapatori (sarebbe consigliabile anche l'utilizzo di una ventola per favorire il raffreddamento)
  • Cavi vari da tagliare e collegare a seconda di dove vogliate posizionare l elettronica.
  • 100 Fascette di plastica
  • 4 Clips per il piano di stampa
  • 1 Alimentatore stabilizzato da 220V-12V da minimo 20 A (in alternativa un vecchio alimentatore ATX per PC da 500W  potra' andar bene con qualche piccola modifica)

Il conteggio della bulloneria e' stato eseguito per eccesso, capita sempre di perdere qualcosa oppure potrebbero ritornarvi utili in seguito quando vogliate apportare qualche upgrade alla vostra stampante.
Non e' sempre facile reperire tutto il materiale e soprattutto quasi impossibile trovarlo a disposizione in un unico negozio. Avrete bisogno di armarvi di pazienza e ordinare  online la maggior parte del materiale della lista e ,in ogni caso, il piu' possibile da ogni singolo venditore per alleggerire le spese di spedizione. Se sarete abili nella ricerca e scaltri negli acquisti, dovreste riuscire a spendere una cifra che non supera i 600 €.

Elettronica di controllo

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Slicing e software di controllo

Una volta realizzato un modello 3D sono due i processi affinche' esso possa diventare "reale" ad opera della vostra stampante. Il primo e' chiamato "slicing", esso consiste nel suddividere il modello in strati e creare per ognuno di essi un percorso che l' estrusore dovra' "riempire" con materiale plastico seguendo le vostre impostazioni (diametro del filamento, spessore del materiale depositato, velocita' di stampa e cosi' via).

Cosi' facendo otterremo un file .gcode che dovra' essere caricato dal software di controllo che eseguira' una sequenza di istruzioni , che altro non sono che una lista di coordinate e relativi spostamenti.
I software piu' comuni per lo "slicing" sono Slic3r  (http://slic3r.org/) e Skeinforge (http://reprap.org/wiki/Skeinforge). Personalmente consigliamo il primo , engine open-source, utilizzabile su diversi SO e decisamente molto piu' intuitivo e facile da usare rispetto al suo "rivale".


Per quantoldo riguarda il software di controllo si consiglia Repetier-Host (http://www.repetier.com/)  che , a differenza del suo piu' diretto   concorrente Printrun ( forse piu' conosciuto come Pronterface https://github.com/kliment/Printrun), presenta un'interfaccia grafica piu' accattivante. In esso possiamo oltre che visualizzare il nostro modello e apportare piccole modifiche prima della messa in stampa, anche seguire in dettaglio il percorso che la stampante eseguira' per realizzare il nostro oggetto e verificare che lo "slicing" abbia avuto successo. Inoltre con Repetier-Host e' possibile realizzare un server spooler di stampa utilizzando una Raspberry-Pi.

Per chi ne avesse gia' una, a breve troverete una mini guida per la realizzazione di un web server che possa controllare e tenere "sottocchio" la vostra stampante.

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