Etivity 1

Niccolò Cristiani

CORSO DI “TECNOLOGIE SPECIALI”

ETIVITY 1 – Additive Manufacturing

Di seguito è riportato lo svolgimento dell’etivity 1, inerente ai processi di stampa 3d. L’esercizio verte

sulla realizzazione di un componente mediante l’ausilio di software CAD 3d (Freecad) e successivo

software di stampa (Cura). Con il primo strumento è possibile ottenere il modello 3d di partenza,

creato da schizzo 2d e poi semplicemente estruso.

PARTE 1 – MODELLAZIONE 3D DEL COMPONENTE

Le dimensioni sono parametrizzate in funzione delle lettere del nome (Niccolò) e cognome

(Cristiani): Parametro Formula Valore (mm o gradi) Unità di misura

H 4 * R 9.2 mm

W 5 * R 11.5 mm

D 6 * R 13.8 mm

L 40 * R 92 mm

d 2 * R 4.6 mm

α 10 * R 23 gradi

Di seguito è riportato lo schema del modello 3d da realizzare:

Utilizzando le quote in tabella è possibile disegnare sul piano x-y uno sketch:

Successivamente, mediante la funzione estrusione, è possibile giungere al modello 3d:

A partire dal modello 3d è possibile passare al software di stampa importando la parte in formato

stl.

PARTE 2 – SLICING DEL COMPONENTE

Tecnica FDM e criticità

La tecnica utilizzata è FDM (Fused Deposition Modelling) il cui principio di funzionamento è illustrato

di seguito.

Una bobina di filamento termoplastico viene caricata nella stampante. Quando il substrato e l'ugello

hanno raggiunto le temperature di lavoro, il filamento viene alimentato all’estrusore e nell'ugello

dove fonde. Il materiale fuso viene estruso in fili sottili e viene depositato strato per strato in

posizioni predeterminate, dove si raffredda e solidifica. Terminato uno strato, la testa di estrusione

si sposta verso l'alto (o il piano di stampa verso il basso) e viene depositato un nuovo strato. Questo

processo si ripete fino al completamento della parte. Il pezzo viene fatto raffreddare e quindi rimosso

dal piano di stampa. Si rimuovono le eventuali strutture di supporto e si rifinisce la superficie.

Prima di procedere ad impostare i parametri è necessario considerare tutte le criticità possono

emergere durante la stampa del pezzo. In relazione alla geometria:

1. le grandi aree piatte sono più inclini alla deformazione (0,2-1%) e dovrebbero essere evitate

quando possibile attraverso il monitoraggio della temperatura del sistema e aumentando

l'adesione tra la parte in stampa e la piattaforma;

2. accumulo di tensioni interne

3. imperfezioni, come piccoli fori o fili, potrebbero rendere necessaria la fase di post-

processamento;

4. restringimento dimensionale del foro, da prevedere sul modello 3d tramite

sovradimensionamento;

5. arrontondamento spigolo di punta.

Slicing del pezzo

Il primo passo è aprire il programma di slicing Cura e importare il file stl impostando:

• la qualità di stampa, impostata come normale

• il materiale da utilizzare per realizzare il prototipo è il PLA, nonché acido polilattico: è

un filamento termoplastico biodegradabile usato per la stampa 3D. È un materiale rigido,

atossico, inodore, facile da stampare, commerciale, rende una buona qualità visiva ma con

bassa resistenza agli impatti.

• la stampante da utilizzare per realizzare il prototipo (Ultimaker S7)

• orientamento del pezzo come in figura (orizzontale), in modo da ridurre il tempo ciclo: in

verticale si ha un tempo di 35 minuti, in orizzontale di 33 minuti. Inoltre, in questa

configurazione, non si necessita di supporti.

Altri parametri di stampa sono funzione del numero di lettere del nome e del cognome:

• grado di riempimento pari al 32% (16x2), ottimo per prototipi di solo aspetto visivo

• pattern di riempimento Octet (settimo in lista)

• velocità e temperatura standard per il tipo di stampa