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Stampare in 3D oggetti impermeabili

By Marzo 29, 2022Ottobre 9th, 2023filamenti, guida ai materiali, stampa 3D, Ultimaker

Ti è mai capitato di stampare in 3D un oggetto che dovesse essere resistente all’acqua?

Sia che tu debba stampare un oggetto che contenga dell’acqua o che ne sia resistente, ti invitiamo a leggere questa guida, in cui vedrai come ottenere delle stampe in 3D impermeabili.

 

È possibile stampare in 3D parti impermeabili e a tenuta stagna?

 

Sì, si può fare ma non è facile.

Per ottenere i migliori risultati, è necessario fare attenzione sia al materiale, che alle configurazioni utilizzate.

In alcuni casi si rende necessaria una post-elaborazione per ottenere una parte in 3D che sia davvero idrorepellente.

stampa 3D impermeabili

Come si stampano in 3D parti impermeabili?

Per ottenere parti 3D impermeabili, ci sono tre fattori fondamentali: il materiale utilizzato, le configurazioni dello slicing e la post-elaborazione.

È possibile stampare parti idrorepellenti con tutta una varietà di diverse tecnologie di stampa 3D.

Alcune stampanti industriali dai costi molto alti riescono persino a realizzare parti impermeabili estremamente affidabili con materiali robusti come il metallo.

Tuttavia, siccome certe stampanti sono difficilmente accessibili, ci concentreremo nell’articolo sulla tecnologia di stampa 3D più comune e generalmente economica: la stampa FDM.

 

Materiali per la stampa di parti impermeabili

 

Supporto solubile in acqua o PVA

 

I filamenti sono in linea di massima termoplastici e, conseguentemente, impermeabili.

Ma è necessario tenere a mente che molti materiali di stampa 3D sono igroscopici, ossia assorbono facilmente l’acqua (come PETG, Nylon e PLA).

 Il risultato è che se si lascia una parte a contatto con l’acqua essa rischia di gonfiarsi e di rovinarsi.

Leggi la guida al filamento PVA.

Scopri la differenza tra PVA e BVOH.

 

pva supporto solubile in acqua

PLA

 

Il PLA è uno dei materiali di stampa FDM più economici e comuni, ma, come detto, assorbe facilmente l’umidità.

Al contatto con una fonte d’acqua che contiene micro-organismi, la parte in PLA tende a gonfiarsi lentamente e a degradarsi.

Inoltre, il PLA ha una bassa resistenza al calore, quindi a contatto con acqua calda rischia di deformarsi. Tale criticità può essere risolta con un trattamento termico che descriveremo più avanti nell’articolo.

 

Pla ultimaker prototipo

 

PETG

 

Il PETG è un altro materiale FDM diffuso ed economico.

Il PETG è molto igroscopico, il che significa che è soggetto a gonfiore, ma è anche resistente al calore.

 

ultimaker petg

 

PP

 

Il PP è una delle migliori alternative per la stampa di parti impermeabili.

È meno incline al gonfiore rispetto al PLA o al PETG ed è resistente alle sostanze chimiche.

Il PP viene anche utilizzato per stampare componenti flessibili che mantengono la loro forma.

ultimaker pp

ABS

 

L’ABS è una buona alternativa per la stampa di parti impermeabili.

Ha un’elevata resistenza al calore e non è igroscopico come molti altri materiali.

Le parti in ABS, inoltre, possono essere ulteriormente levigate tramite acetone.

 

ultimaker abs

PVB

 

PolySmooth è un materiale a base di PVB realizzato da PolyMaker che è facile da stampare e ha caratteristiche meccaniche simili al PETG.

Il grande vantaggio di PolySmooth per la stampa di parti idrorepellenti è che può essere levigato a vapore utilizzando alcool isopropilico

Quali impostazioni utilizzare per la stampa 3D di parti impermeabili?

 

Altrettanto importanti sono le configurazioni della macchina.

La stampa FDM funziona impilando strati di materiale, chiamati layer, uno sopra l’altro, uno alla volta.

Il problema è che ogni strato ha la possibilità di lasciare un piccolo spazio tra se stesso e lo strato sottostante. Le seguenti impostazioni hanno principalmente lo scopo di evitare tali lacune o mitigarne l’effetto:

 

Conteggio delle linee

 

Il conteggio delle linee è la configurazione che determina il numero di strati.

Generalmente, più linee aumentano la possibilità che la parte sia impermeabile.

Un conteggio di 3 è normalmente un buon punto di partenza.

 

Spiralizzare il contorno esterno (modalità vaso)

 

Spiralize outer contour (noto anche come “modalità vaso”) è una configurazione che consente di stampare uniformemente oggetti con un solo layer.

Questa configurazione rende la stampa un’attività continuativa, il che significa che non ci sono retrazioni tra i livelli e nessuna cucitura Z.

La rimozione della cucitura Z, in cui è facile che si creino delle lacune tra un layer e l’altro, rende le parti con anche una singola parete impermeabili.

 

Temperatura

 

Una temperatura di stampa più elevata è un modo per aumentare l’adesione del layer.

In genere è meglio stampare a una temperatura elevata in base a quella consentita dal materiale.

 

Portata

 

La sottoestrusione è una delle principali cause del distacco tra i layer.

Anche profili di stampa ben sintonizzati soffrono di sottoestrusione a volte, dato che normalmente gli algoritmi danno la priorità all’elevata accuratezza dimensionale, alla resistenza strutturale o alla fedeltà visiva rispetto ad altre considerazioni.

Un leggero aumento della portata dovrebbe essere sufficiente per vedere un miglioramento. Inizia con il 105% e aumenta fino a quando non vedi rendimenti ottimali.

 

Come post-elaborare una parte per renderla impermeabile

 

Applicare un rivestimento impermeabile

 

Questo è il modo più facile e diretto per impermeabilizzare una parte.

L’applicazione di uno spray impermeabilizzante o di una vernice resistente all’acqua può aiutare a tappare eventuali spazi vuoti.

 

Levigatura a vapore

 

La levigatura a vapore con acetone per ABS o isopropanolo per PVB è un ottimo modo per rendere una parte più impermeabile.

La levigatura a vapore viene normalmente eseguita per rendere una parte esteticamente bella, ma poiché fonde insieme gli strati di una stampa, è anche un ottimo modo per colmare i buchi e rendere una parte più impermeabile.

 

Trattamento termico

 

Il trattamento della temperatura può essere fatto in due modi e con due obiettivi molto diversi.

Il primo modo consiste nell’applicare calore all’esterno di una stampa, solitamente con una pistola termica, in modo che la superficie esterna si fonda abbastanza da unire gli strati e rendere la stampa resistente all’acqua.

Il secondo modo è riscaldare la parte.

Questo processo è chiamato ricottura.

La ricottura consente agli strati dell’intera parte (anche l’interno) di legarsi, rendendo la struttura resistente.

stampa 3D impermeabili

Quali sono le applicazioni per le parti impermeabili stampate in 3D?

 

Ricerca scientifica

 

Le parti stampate in 3D possono contribuire alla ricerca scientifica relativa alla fluidodinamica e alla microfluidica.

 

Giardinaggio

 

Attenzione che se si utilizza una parte stampata in ambienti esterni, è necessario assicurarsi che il materiale utilizzato sia adatto alle condizioni climatiche.

Materiali più robusti come PETG e ABS potrebbero essere una scelta migliore rispetto al PLA, ad esempio.

 

Oggetti di uso quotidiano

 

Che si tratti di stoviglie o di oggetti decorativi, la stampa 3D offre totale libertà creativa nella creazione delle geometrie.

Se hai trovato l’articolo interessante, potresti essere interessato a sapere che molte delle stesse tecniche elencate nell’articolo si applicano quando si tenta di stampare parti in metallo o parti con filamenti solubili come il PVA o BVOH.

Per saperne di più, dai un’occhiata agli articoli sul blog che abbiamo fatto sull’argomento.

https://cianoshapes.com/blog/2021/09/30/bvoh-vs-pva-guida-avanzata-ai-filamenti-per-la-stampa-3d/

https://cianoshapes.com/blog/2021/10/07/produrre-parti-in-metallo-con-stampanti-3d-fdm/

https://cianoshapes.com/blog/2021/09/23/pva-come-materiale-di-supporto-guida-avanzata-ai-filamenti-per-la-stampa-3d/

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