COME STAMPARE CON FILAMENTI ELASTICI?

Inizieremo dicendo che "Non si può spingere una corda": questa frase è ancora molto adatta, quando ci riferiamo alla stampa 3D con materiali flessibili. Nella maggior parte dei casi si può stampare con filamenti flessibili in qualsiasi stampante 3D, ma non essere impaziente e non desiderare stampare molto veloce, dal momento che questi filamenti richiedono una bassa velocità di stampa. In questo articolo cercherò di spiegare come meglio posso i problemi, le raccomandazioni e le insidie da evitare, per poter "spingere la corda" in questo caso FILAFLEX (FFX) ed ottenere una buona qualità di stampa a velocità accettabili.

COS'È FILAFLEX?

È un filamento di poliuretano elastico e mix di vari additivi che possono essere stampabili al 100% in stampanti 3D. Filaflex offre straordinari proprietà elastiche e un alto coefficiente di attrito; con queste eccellenti proprietà il mondo del design di pezzi in 3D è vasto. Infatti si tratta di un materiale molto morbido e di grande elasticità.

LA MIA PRIMA STAMPA 3D CON FILAMENTO FLESSIBILE

Conosco questa sensazione: hai appena ricevuto il la tua prima bobina di filamento  flessibile, la carichi sulla stampante, riscaldi l'hot-end e premo il pulsante di stampa; fino a qui tutto bene. La mia prima volta ho notato che il filamento non arrivava ad entrare correttamente nell'hot-end producendo un inceppamento o disordine nella puleggia zigrinata dell'estrusore e nel cuscinetto. Il mio primo pensiero è stato che aveva problemi perché la distanza tra la puleggia dell'estrusore e il foro di entrata filamento era di circa 10 mm, una distanza molto grande che avrebbe prodotto inceppamenti nell'estrusore.

Se esiste spazio tra la puleggia dell'estrusore (puleggia zigrinata) e il foro di ingresso dell'hot-end, il filamento può iniziare ad arricciarsi in questo spazio, una volta avviato il processo di avvolgimento non riusciamo più a trovare il capo e quando il filamento si è completamente avvolto nell'estrusore, può avvenire che il filamento inceppi i carrelli x e y facendo saltare i punti, e questa è l'ultima cosa che vogliamo.

Anche un piccolo foro può avere problemi:

SOLUZIONE 1

Nella progettazione del nostro estrusore non deve esserci un buco tra le pulegge di spinta e il foro di ingresso dell'hot-end, questo è fatto in modo che il filamento venga completamente guidato dalle pulegge e dall'hot-end, evitando inceppamenti e grovigli. È possibile vedere un esempio nell'immagine qui sopra.

Ci sono diversi modi per raggiungere questo obiettivo: in alcuni estrusori è molto semplice, soprattutto nelle stampanti REP-RAP, ma in altre stampanti può essere un po' più difficile.

1. Inserire un piccolo cuneo di supporto tra le pulegge dell'estrusore e il foro di entrata del filamento all'hot-end.

Esempi di supporti:

2. Stampare un nuovo estrusore progettato per i filamenti elastici.

Ci sono molti aggiornamenti per estrusore, tra cui quelli che ho progettato nella “Gyrobot’s Extruder Week”:

36.Se stai costruendo la tua stampante o le stampanti di produzione, prendi in considerazione la combo Recreus Extruder e Hotend che è prevista per l'inizio di DICEMBRE 2017, È un approccio plug and play con molti fori di montaggio su tutti i lati, quindi è molto adattabile. Potrai quindi stampare con PLA, Filaflex e ABS ad alta velocità.

PROBLEMA 2. ATTRITO

Excessive filament friction is the enemy for flexible printing, it can cause more pressure on the drive gear consequently more filament feed problems can happen as a result. Both excessive friction before and after the drive gear can result in issues.

SOLUZIONE 2

PRIMA DELL'ESTRUSORE

È consigliabile, se ne hai la possibilità, introdurre il filamento direttamente nell'estrusore, evitando di utilizzare tubi di guida del filamento sopra l'estrusore, poiché causano molto attrito sul filamento e possono causare problemi. Si consiglia, se si utilizzano questo tipo di tubi, di assicurarsi che siano sempre in PTFE (Teflon), evitando l'uso di pneumatici o tubi in silicone che producono molto attrito. Cerca di evitare che questi tubi siano molto piegati: tali tubi devono restare il più diritti possibile, per evitare inutili frizioni

DOPO L'ESTRUSORE
  1. La distanza necessaria tra la puleggia del motore e la punta dell'hot-end deve essere la minima possibile, per evitare la compressione del filamento e il conseguente aumento del diametro all'interno del cilindro. Allo stesso tempo è altamente raccomandabile che il nostro hot-end abbia un tubo in PTFE all'interno e che questo sia ben refrigerato. Gli estrusori di tipo Bowden sono i più problematici per lo stesso motivo spiegato sopra; è comunque sempre possibile utilizzarli con un tubo di alimentazione in PTFE.  Per gli estrusori Bowden si consiglia di utilizzare un filamento di 3 mm in quanto ci dà più forza di spinta rispetto a quello di 1.75 mm.
  2. Inserire un tubo in PTFE nel cilindro dell'hot-end

PROBLEMA DI DILATAZIONE TERMICA

Thermal Expansion Solution 

Il tubo in Teflon (PTFE) riduce l'attrito e fa da isolante termico, impedendo che il filamento si espanda prima di raggiungere la zona di riscaldamento dell'hot-end.

Per forando il cilindro dell'hot-end non è necessario un tornio, è sufficiente un trapano.

Nelle immagini a seguire si può vedere come il tubo di Teflon si estende fino alla parte delle pulegge dell'estrusore. Questa soluzione è per la stampante  Orca 0.43 y my make de JackT’s ORCA 0.43 Extruderderivate en Thingiverse.

Nota: la temperatura massima di stampa del PTFE (teflon) è di 265° C.

PROBLEMA 3 PRESSIONE INTERNA DELL'HOT-END

L'ultima questione da affrontare è la pressione interna dell'hot-end a causa dell'ugello. Una volta risolti i problemi con l'estrusore e l'Hot-end passiamo a un fattore importante, cioè il diametro dell'ugello (nozzle): se si usa un ugello con un diametro molto piccolo, ad es. 0.2 mm, la pressione all'interno dell'hot-end aumenterà e quindi non potremo stampare a velocità accettabili.

SOLUZIONE 3

Ho provato con ugelli di 0.2, 0.3, 0.4, 0.5 e 1 mm, certamente all'aumentare del diametro dell'ugello possiamo aumentare la velocità di stampa proporzionalmente. L'ugello da 1 mm può stampare pezzi con alta qualità e può ancora mantenere un'altezza di strato di 0.3 mm, possiamo dire che alcuni perimetri complicati perderanno alcuni dettagli, ma per quanto riguarda la risoluzione del pezzo nell'asse Z continuerà ad avere una qualità molto buona.  Sia l'ugello da 0.4 - 0.5 mm ha un buon rapporto qualità di stampa/velocità, ma se si vuole sperimentare, Richrap's  Quick-Fit Extruder è ottimo per un rapido cambio di estrusore per le stampanti di stile rep-rap.

Anche io ho disegnato alcuni estrusori compatibili in  Quick-Fit compatible single and dual extruders in my range.

Se stai costruendo la tua stampante o le stampanti di produzione, prendi in considerazione la combo Recreus Extruder e Hotend che è prevista per l'inizio di DICEMBRE 2017, È un approccio plug and play con molti fori di montaggio su tutti i lati, quindi è molto adattabile. Potrai quindi stampare con PLA, Filaflex e ABS ad alta velocità.

È anche possibile scaricare i profili di stampa per CURA, SLICER; Craftware; KISSLICER e SIMPLIFY3D nella scheda prodotto di Filaflex.

Scritto da MR. STEVE WOOD alias GYROBOT.

Da qui vorrei ringraziare Steve Wood per la scrittura di questo grande articolo e, soprattutto, per la nostra collaborazione e amicizia.

Ignacio Garcia 

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