Un nuovo modo di tagliare gli oggetti stampati in 3D per ottenere risultati più fluidi.

L'immagine in primo piano mostra (a) il modello della superficie complessa per verificare la corretta generazione del percorso utensile senza collisioni e (b) la superficie complessa stampata in 3D con Slic3r modificato.

I ricercatori dell’Università di Amburgo, in Germania, hanno proposto un nuovo modo di tagliare gli oggetti stampati in 3D per ottenere risultati più fluidi. Mediante la stampa 3D di strati non piani vicino all’orizzontale, questo metodo di taglio elimina l’effetto gradino tipico delle superfici FDM. Oltre ai vantaggi estetici, gli oggetti stampati in 3D in questo modo hanno dimostrato di essere più forte delle loro controparti convenzionali.

Il team ha anche reso il metodo open source, consentendo ad altri utenti FDM di applicare la tecnica.

A causa della struttura del livello discretizzata, gli oggetti stampati in 3D spesso presentano errori di approssimazione rispetto al modello originale come i gradini. Questi artefatti si verificano soprattutto su superfici con una pendenza orizzontale. Per qualsiasi processo di stampa 3D strato per strato, la qualità della superficie degli oggetti può essere compromessa da questo fenomeno

L’intensità dei manufatti dei gradini può essere ridotta riducendo lo spessore dello strato. Questo può essere fatto su tutti i livelli in modo uniforme o adattivamente su livelli dove è necessario.

Poiché le stampanti FDM hanno strati relativamente spessi, questa correzione non elimina completamente il gradino. ed è necessaria un’ulteriore post elaborazione manuale per levigare i livelli. Le tecniche più comuni riguardano prodotti chimici o una fresatura CNC. Ad esempio, il dispositivo Apoller Smart Vapor Smoothing (SVS) di Zortrax utilizza solventi in acetone e MEK per elaborare i modelli FDM.

L’incorporazione di strati non piani curvi può eliminare i gradini sulla superficie degli oggetti. Invece di diffondere la superficie dell’oggetto su diversi strati e creare un effetto gradino, gli strati non piani seguono la superficie. Pertanto, la combinazione di strati non piani e planari produce superfici molto più lisce per gli oggetti FDM.

Un nuovo algoritmo di slicing per la stampa 3D non planare

I ricercatori mirano a sviluppare un metodo per stampare in 3D strati non piani sopra gli strati planari di qualsiasi oggetto. Senza ulteriori modifiche sulla stampante 3D, il team ha raggiunto il suo obiettivo modificando il software di slicing open source Slic3r . L’aggiunta della possibilità di stampare superfici non piane a un’affettatrice open source aumenta l’usabilità e fornisce un approccio generico. Sebbene Slic3r possa essere utilizzato su tutte le comuni stampanti 3D a tre assi, l’algoritmo nello studio è particolarmente sviluppato per Ultimaker 2 .

Con il nuovo algoritmo di slicing, le aree che devono essere stampate con nonplanar vengono rilevate automaticamente. L’algoritmo verifica inoltre possibili collisioni durante la stampa. La prevenzione delle collisioni garantisce che la testina di stampa non si schianti contro le strutture precedentemente stampate durante la stampa di strati non piani.

L’area al di sotto delle superfici non piane è stampata con una struttura planare regolare. I percorsi utensile vengono prima generati come percorsi utensile 2D e quindi proiettati verso il basso lungo la mesh di superficie originale. Ciò forma un percorso utensile 3D non planare che può essere visualizzato in Slic3r. Con Slic3r per garantire che il percorso appaia come previsto, la stampa 3D viene eseguita spostando gli strati planari verso l’alto per formare un nuovo livello non planare.

L’area superiore di 50 per 50 mm di una sfera con un raggio di 220 mm per testare il gradino stampato con (a) strati planari e (b) strati non piani. Immagine tramite l’Università di Amburgo.
La qualità della superficie degli oggetti con strati non piani è significativamente migliore rispetto ai soli strati piani. Inoltre, il tempo di stampa per un oggetto con livelli non piani è paragonabile a quello per l’oggetto con livelli piani.

” Stampa 3D di strati non piani per la generazione di superfici lisce ” è la tesi di laurea di Daniel Ahlers , scienziato in visita all’Università di Amburgo. L’implementazione di Ahler in questo lavoro è open source e può essere trovata su GitHub .

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