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Introduzione alla levigatura a vapore: parti stampate in 3D FDM

Parti stampate in 3D da FDM (Modellazione a deposizione fusa), come le macchine Serie F123 di Stratasys e Fortus, soddisfano una varietà di applicazioni. Sia che si tratti di testare la forma, l’adattamento e il funzionamento, di produrre ausili per la produzione o di creare parti per uso finale, la FDM può essere molto versatile.

Un’area in cui la FDM potrebbe non essere all’altezza di altre tecnologie di stampa 3D, come ad esempio PolyJetè la finitura superficiale. Le stampanti FDM utilizzano altezze di strato molto maggiori, che spesso danno luogo a “gradini” visibili sul pezzo, soprattutto quando questo presenta superfici curve o angolate.

Sebbene non sia spesso necessario, le proprietà visive di una parte FDM possono essere migliorate utilizzando la levigatura chimica a vapore. Questo processo può essere semplice, con l’uso di un pennello e dell’acetone (o di un altro solvente) per dipingere la parte, o più complesso, con l’uso di un volume chiuso con aria in circolazione e vapore di acetone che passa sopra la parte. Entrambi i metodi cercano di levigare le linee di strato di una stampa FDM fondendo il materiale di stampa con un solvente chimico. La fusione dello strato esterno rende più morbidi i “picchi” e le “valli” di una parte stampata, come mostrato nelle immagini semplificate qui sotto.

Linee di strato FDM

La levigatura delle parti con un solvente può potenzialmente, ma non in tutti i casi, offrire un altro vantaggio alle parti FDM: renderle più resistenti.

Le parti FDM non sono isotrope per quanto riguarda la resistenza. La resistenza maggiore si riscontra nei singoli strati perché vengono stampati in modo continuo, mentre la resistenza minore si riscontra tra gli strati, che non hanno molta forza di legame tra loro. La levigatura con solvente può talvolta aumentare la resistenza tra gli strati, fondendo il materiale e incollando questi strati più di quanto non faccia un pezzo appena uscito dalla stampante.

Esistono unità di lisciatura a vapore commerciali, ma è possibile ottenere risultati simili con un sistema fatto in casa? Molti hobbisti della stampa 3D creano le proprie camere di vapore con ottimi risultati (e a un prezzo più interessante). Diversi clienti della stampa 3D Stratasys hanno espresso interesse per questo processo, ma di solito affidano il lavoro a terzi e, pur essendo soddisfatti dei risultati, non sono consapevoli dell’intera portata del processo.

Con l’accesso a un Stratasys F370 e Fortus 450mcHo documentato i miei primi tentativi di levigatura del vapore nei video che seguono. Per la mia configurazione ho utilizzato un contenitore resistente all’acetone, una ventola per la circolazione, un vassoio di metallo per sospendere i pezzi, un cuscinetto riscaldante per accelerare la vaporizzazione e, naturalmente, l’acetone.

Cominciamo a costruire la stazione di levigatura del vapore.

Ora che abbiamo costruito la nostra stazione di lisciatura dei vapori, siamo pronti a montare alcuni componenti. Tuttavia, ci sono alcune variabili diverse che dovremo testare per ottenere una linea di base per determinare il buon funzionamento del sistema. Queste variabili includono la quantità di acetone versata, il tempo di esposizione, il riscaldamento aggiuntivo del pad termico e l’efficacia dei fori di sfiato.

Come potete vedere, il nostro primo test ha dato risultati contrastanti. Quando si è trattato di lisciare il vapore, c’era troppa aria e poco vapore, quindi dovremo tappare la maggior parte dei fori praticati sul lato del contenitore. Potrebbe essere necessario altro acetone e dovremo alzare il riscaldamento perché la temperatura del laboratorio è un po’ fredda. La spazzolatura dei pezzi ha avuto successo, tranne che per il problema dell’uniformità.

Ora affrontiamo questi problemi e vediamo cosa succede.

Come possiamo vedere, la levigatura del vapore è un ottimo modo per migliorare l’aspetto delle parti stampate in 3D FDM senza modificare troppo la geometria.

Introduzione alla levigatura a vapore delle parti stampate in FDM 3D

 

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