Come creare modelli più grandi rispetto al volume di stampa della tua stampante 3D

Quando pensi alle possibilità di creazione offerte da una stampante 3D desktop, non limitarti a considerare il volume di stampa. Molti oggetti vengono assemblati a partire da singoli componenti, ad esempio il tuo smartphone o persino un ponte stradale. Allo stesso modo, se dividi un modello in parti più piccole da combinare dopo la stampa, potrai creare oggetti più grandi di quelli che consentirebbero una normale piattaforma di stampa.

In alcuni casi, dividere una parte può anche essere il modo migliore per ottenere un risultato di alta qualità, nonostante l'intero pezzo possa essere inserito in un'unica stampa. Ad esempio, risulta una soluzione utile se delle superfici opposte o multiple devono essere prive di segni lasciati dai supporti, un design presenta sporgenze complesse o un modello contiene cavità che potrebbero intrappolare la resina liquida al loro interno.

Inoltre, la stampa 3D di pezzi multipli offre nuove opportunità, come la creazione di assemblaggi composti da più materiali o la combinazione di parti rigide e flessibili stampate in 3D per simulare il sovrastampaggio.

Al momento di scegliere un metodo di fissaggio, per prima cosa dovresti considerare la resistenza necessaria delle giunture una volta unite, che dipende dall'utilizzo finale delle parti:

  • Fissaggio chimico: usa un agente legante per opere d'arte, modelli in scala e forme complesse che non sono destinate all'uso funzionale e a sostenere sollecitazioni.
  • Fissaggio meccanico: aggiungi filettature o intagli a parti ingegneristiche funzionali che richiedono un legame meccanico resistente o se devi attaccare e staccare ripetutamente i componenti.

Questa guida si concentrerà sulla creazione di modelli di grandi dimensioni composti da più parti stampate in 3D con la stereolitografia (SLA) e unite mediante fissaggio chimico. Continua a leggere per scoprire il processo passo dopo passo, dalla suddivisione del modello alla post-elaborazione necessaria per ottenere una finitura professionale.


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Come creare modelli più grandi rispetto al volume di stampa della tua stampante 3D

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1˚ passaggio: dividere il modello

Ci sono due metodi che consigliamo per dividere i modelli: aggiungi al tuo progetto caratteristiche che permetteranno alle stampe di allinearsi o dividi semplicemente le parti con tagli dritti, per poi allinearle durante il processo di fissaggio.

Indipendentemente dal metodo scelto, se disponi di un gran numero di parti, ti conviene aggiungere un identificatore unico (lettere, numeri) a ogni parte, così da aiutarti a risolvere il puzzle durante l'assemblaggio.

Aggiunta di allineatori

Usa lo strumento CAD che preferisci per dividere il modello e aggiungere allineatori di base come fessure, perni, scanalature, rientranze e bordi, o allineatori più complessi come code di rondine e tagli che seguono le pieghe esistenti nel modello.

L'aggiunta di allineatori a un progetto può essere utile al momento dell'assemblaggio.

L'aggiunta di allineatori a un progetto può essere utile al momento dell'assemblaggio.

In un mondo ideale, questi allineatori semplificano l'allineamento e l'assemblaggio delle parti, ma possono causare problemi se risultano anche solo leggermente diversi dai modelli 3D e non si allineano perfettamente. Di conseguenza, usa gli allineatori solamente se la stampante è in grado di stampare parti dimensionalmente accurate che difficilmente si deformano.

Uso di tagli dritti

Tagliare il modello lungo linee rette è meno impegnativo dal punto di vista della progettazione rispetto all'aggiunta di allineatori. I tagli rettilinei sono anche più tolleranti se le stampe risultano leggermente deformate o hanno generalmente un grado più elevato di variazione dimensionale.

L'aggiunta di identificatori a ogni parte aiuta a risolvere il puzzle durante l'assemblaggio.

L'aggiunta di identificatori a ogni parte aiuta a risolvere il puzzle durante l'assemblaggio.

D'altro canto, però, i tagli dritti possono richiedere molto tempo in fase di montaggio, perché è necessario allineare manualmente tutte le parti e assicurarsi che rimangano nella posizione corretta fino a quando l'adesivo non fa completamente presa.

2˚ passaggio: stampare il modello

Di solito, il processo di stampa 3D sterolitografica (SLA) crea parti completamente dense. A seconda del progetto, questo potrebbe non essere un requisito per la stampa di oggetti di grandi dimensioni. In tal caso, la stampa 3D della scocca esterna o l'aggiunta di sezioni cave consentono di risparmiare una notevole quantità di materiale e tempo. Se stampi modelli cavi con una stampante 3D SLA, assicurati di aggiungere fori di ventilazione per evitare di creare volumi di pressione con aria e resina.


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L'aggiunta di cavità al modello può consentire di risparmiare tempo e materiale, perché la stampante dovrà solo creare la scocca esterna.

L'aggiunta di cavità al modello può consentire di risparmiare tempo e materiale, perché la stampante dovrà solo creare la scocca esterna.

Scopri di più su come risparmiare tempo e materiale tramite l'aggiunta di cavità ai modelli 3D.

3˚ passaggio: fissaggio delle parti

Consigliamo tre metodi di fissaggio delle parti, a seconda delle loro dimensioni e dell'uso finale:

Confronto tra i metodi di fissaggio

 

Resina epossidica (5-30 minuti)Cianoacrilato (CA, super colla)Resina
Area da incollareGrandePiccola/MediaPiccola
Verniciabile
Resistenza all'urtoMediaBassaBassa

 

Per ottenere un'adesione resistente delle parti più grandi, utilizza resina epossidica da 5-30 minuti. Ha il tempo di lavorazione più lungo, consentendo quindi di regolare la posizione delle parti più grandi, ma questo comporta anche un processo di assemblaggio più lento. La maggior parte delle resine epossidiche da 5 minuti non cambierà forma dopo circa cinque minuti e raggiungerà più o meno il 75% di forza di polimerizzazione in meno di un'ora.

Per ottenere un'adesione resistente delle parti più grandi, consigliamo di usare la resina epossidica.

Per ottenere un'adesione resistente delle parti più grandi, consigliamo di usare la resina epossidica.

Un'altra opzione è il cianoacrilato (CA o super colla), che crea un'adesione rapida e abbastanza resistente, ideale per parti di piccole e medie dimensioni. Pulisci accuratamente il pezzo prima di applicarlo sulla superficie, in quanto il cianoacrilato non aderisce bene alle superfici sporche. Il cianoacrilato ha una resistenza all'urto moderata, ma non è raccomandato per applicazioni ad alto impatto.

Per le stampe di dimensioni ridotte puoi utilizzare semplicemente la resina liquida della stampante 3D. Versa una piccola quantità di resina su un vassoio direttamente dalla bottiglia o dalla cartuccia, usa un contagocce o una siringa per raccoglierla e posizionarla sulla superficie da incollare. Unisci le parti e rimuovi la resina in eccesso che potrebbe fuoriuscire intorno ai bordi. Per solidificare la resina e incollare le parti, usa una penna laser UV da 5 mw (lunghezza d'onda di 405 nm) e indirizzala verso l'area di fissaggio intorno alle parti.

In questo modo, verrà creato un legame chimico, proprio come se la parte fosse stata stampata sulla stampante 3D SLA. Puoi utilizzare questo metodo, però, solo su piccole superfici di incollaggio, perché la penna laser a bassa potenza non può penetrare nel modello abbastanza in profondità da creare un legame forte.

Nota: quando maneggi le resine, assicurati di indossare dispositivi di sicurezza, compresa un'adeguata protezione per gli occhi e guanti.

4˚ passaggio: post-elaborazione e finitura delle parti

Una volta terminato l'assemblaggio, non resta che eseguire la post-elaborazione. Questa fase consiste nella correzione geometrica della parte, per garantire che abbia una superficie uniforme fedele al modello 3D originale e una finitura estetica che consenta di ottenere una superficie verniciata uniforme.

Correzione geometrica: stuccatura e levigazione

A seconda della precisione della stampante e delle dimensioni delle parti, è quasi inevitabile avere lievi vuoti o dislivelli nei punti di congiunzione dei pezzi. Il mastice automobilistico (ad esempio, Bondo 907) aderisce bene alla resina e dovrebbe essere applicato sulla superficie in strati sottili per correggere queste imprecisioni. Leviga leggermente dopo l'asciugatura di ogni strato per consentire alla parte di assumere gradualmente la sua forma finale.

La stuccatura delle parti con mastice automobilistico (area rossa sull'immagine) ti aiuterà a correggere piccoli vuoti o dislivelli tra le parti.

La stuccatura delle parti con mastice automobilistico (area rossa sull'immagine) ti aiuterà a correggere piccoli vuoti o dislivelli tra le parti.

La levigazione ti consentirà di rimuovere dal modello i segni lasciati dai supporti ed eventuali imprecisioni. Inizia con un'accurata levigazione a secco della superficie usando carta abrasiva con grana di circa 150 per rimuovere i grandi segni lasciati dai supporti e livellare i bordi nei punti in cui le parti si uniscono. Una volta che la superficie è uniforme, leviga a umido utilizzando carta abrasiva con grana di circa 320 per rimuovere tutte le linee degli strati rimanenti. Passa la carta abrasiva con un movimento casuale per evitare di creare venature. Nella maggior parte dei casi questi due passaggi ti consentiranno di ottenere una finitura abbastanza liscia, ma potresti continuare ad aumentare il numero di grana della carta abrasiva di un fattore di circa 2 punti e levigare a umido l'intera parte fino a raggiungere il risultato desiderato.

La levigazione meccanica funziona al meglio su grandi superfici piane, ma può facilmente distruggere piccoli dettagli. Per le parti di dimensioni ridotte, consigliamo la levigazione manuale; mentre per quelle più grandi, una combinazione di levigatura manu

La levigazione meccanica funziona al meglio su grandi superfici piane, ma può facilmente distruggere piccoli dettagli. Per le parti di dimensioni ridotte, consigliamo la levigazione manuale; mentre per quelle più grandi, una combinazione di levigatura manuale e meccanica.

Per le parti più grandi, una combinazione di levigazione manuale e meccanica può farti risparmiare molto tempo. La levigazione meccanica funziona al meglio su grandi superfici piane, ma può facilmente distruggere piccoli dettagli, spigoli vivi e i contorni sottili caratteristici della stampa stereolitografica. La levigazione meccanica genera anche molta polvere, quindi assicurati di preparare l'area circostante in maniera adeguata.

Nota: gli utensili elettrici richiedono la massima attenzione e l'uso di dispositivi di protezione. È molto facile lasciare la levigatrice ferma in un punto e usurare rapidamente quell'area senza rendersene conto.

Una volta terminata la levigazione del modello, risciacqualo in acqua saponata per rimuovere polvere o residui e asciugalo accuratamente prima di passare all'ultimo passaggio.

Finitura estetica: applicazione del primer, mascheratura e verniciatura

L'applicazione del primer assicura l'adesione della vernice alla superficie e mette in rilievo i punti da levigare ulteriormente o in cui rimuovere i segni lasciati dai supporti che potresti non aver notato. Il primer plastico generico grigio opaco mostra i dettagli in maniera straordinaria; applicalo sulla superficie in più strati sottili per ottenere risultati ottimali. Continua a levigare le zone critiche, applica nuovamente una leggera mano di primer e ripeti questo processo fino a quando la parte non ha una superficie liscia.

Nota: durante l'applicazione del primer e la verniciatura, indossa dispositivi di protezione, compreso un respiratore progettato per i fumi di vernice.

Il primer grigio generico mostra i dettagli in maniera eccezionale e ti aiuterà a scoprire i punti in cui è necessaria una levigazione aggiuntiva.

Il primer grigio generico mostra i dettagli in maniera eccezionale e ti aiuterà a scoprire i punti in cui è necessaria una levigazione aggiuntiva.

Scopri di più sulla levigazione e l'applicazione del primer nella nostra guida completa.

Per una finitura multicolore, dovrai mascherare il modello. Per prima cosa, pianifica l'ordine in cui dipingerai il modello a seconda del colore, dell'opacità e delle dimensioni dell'area su cui applicare una vernice specifica. Comincia dalle parti più piccole, così dovrai coprire una superficie minore quando dipingerai la maggior parte dell'area con il colore principale. Copri bordi e angoli con nastro per pittura e proteggi rapidamente le sezioni più grandi usando fogli di carta. Le guide a nastro (taglio laser) possono anche essere utili per creare linee pulite, cerchi e forme complesse.

Al momento di eseguire la mascheratura, la prima cosa da fare è capire quale sia l'ordine corretto di verniciatura. Nel nostro caso, le parti sono state prima dipinte in argento, e le sezioni che dovevano rimanere di questo colore nella parte finale sono s

Al momento di eseguire la mascheratura, la prima cosa da fare è capire quale sia l'ordine corretto di verniciatura. Nel nostro caso, le parti sono state prima dipinte in argento, e le sezioni che dovevano rimanere di questo colore nella parte finale sono state quindi coperte con il nastro adesivo, per escluderle dal successivo strato di vernice.

Come con il primer, per ottenere un risultato ottimale, applica più mani sottili piuttosto che una mano spessa. La maggior parte delle vernici a spruzzo funzionano meglio in condizioni calde, leggermente umide e non ventose, ma controlla sempre la bomboletta o la documentazione tecnica e segui le indicazioni fornite dal produttore.

Tieni in considerazione il tempo necessario per far asciugare la vernice: fai riposare gli strati prima di applicare lo stesso colore e lascia asciugare completamente la vernice prima di applicare un nuovo colore.

L'area che avevamo coperto è rimasta del colore argento originale dopo aver rimosso il nastro adesivo per pittura.

L'area che avevamo coperto è rimasta del colore argento originale dopo aver rimosso il nastro adesivo per pittura.

Scopri tutti i segreti della verniciatura delle parti stampate in 3D nella nostra guida completa

Vuoi sapere cosa viene fuori se uniamo tutte queste parti?

"Mi scusi, signore, ma quell'altra unità C1 è in perfette condizioni, un vero affare."

"Mi scusi, signore, ma quell'altra unità C1 è in perfette condizioni, un vero affare."

Adrian Tanner, ingegnere di sistemi ottici presso Formlabs, ha stampato in 3D questa replica di C1-P8 composta da 105 pezzi stampati in 3D su una stampante SLA Form 2. Al suo interno contiene anche componenti elettronici funzionanti, presi in prestito dalla Form 2: i driver del galvanometro per emettere suoni, il distributore della cartuccia per le luci e il driver dell'asse Z per il motore della cupola.

Visita la nostra pagina dei materiali per scoprire di più sulle resine Formlabs e richiedi un campione gratuito per toccare con mano la qualità della stereolitografia.

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