Per prima cosa è necessario selezionare il modello con il volume di stampa adeguato alle necessità senza eccedere perché una stampante troppo grande non solo è inutile ma crea innumerevoli problemi molto difficili da gestire soprattutto per chi si dedica alla stampa 3D per la prima volta.
Un modello può sempre essere realizzato con più componenti piccoli da assemblare e il grande consumo elettrico della stampante deriva dal riscaldatore del piano quindi un piano non eccessivamente grande consuma molta meno energia.
Una stampante con piano da circa 20 x 20 cm consuma solo 70 Watt per la gestione dei movimenti, le ventole e il riscaldamento dell’estrusore ma oltre 300 Watt solo per il riscaldamento del piano.
Una stampante con un piano da 40 x 40 cm consuma circa 900 Watt e addirittura i produttori glissano su questo dato spesso omettendolo nelle specifiche: quindi raddoppiare le dimensioni del piano triplica o peggio il consumo di elettricità.
Considerando che la stampa 3D richiede tempi lunghi in media alcune ore, una stampante di grande formato inciderà notevolmente sui costi elettrici e se non è indispensabile non è assolutamente conveniente consumare (e pagare) tanta energia in più per produrre piccoli pezzi in media di 10/15 cm.
Un consumo basso può essere facilmente assorbito da un mini impianto solare: la Ender 3 PRO è in grado di operare anche con un unico pannello solare compreso in uno specifico impianto e in questo modo i costi energetici possono essere annullati completamente rispettando l’ambiente.
Una stampante 3D che opera 6 ore al giorno in media costa 20 €/mese solo di energia elettrica e una di grande formato 70 €/mese. C’è differenza fra pagare, in un anno, 240 € oppure 840 € oppure nulla se alimentata da sistemi solari o eolici.
A questi costi vanno anche aggiunti gli ulteriori oneri come l’imposta iva, i sovrapprezzi per il superamento dei consumi di base, ecc. che possono far lievitare di molto questi consumi annuali portandoli sino a 300 e 1000 € rispettivamente. Questo dato non viene mai sottolineato nei vari test e suggerimenti per l’acquisto abbondanti in rete ma non è un dato da sottovalutare.
Un metodo semplice per valutare il costo reale del Kwh è di verificare la bolletta energetica dividendo l’importo da pagare per i Kwh consumati nel periodo: questo fornisce il costo reale dell’energia che consumiamo.
Questo calcolo va effettuato nelle bollette di fine anno cioè nel periodo ottobre-dicembre e mai nei primi mesi dell’anno quando vengono conteggiati alcuni bonus legati al consumo che ingannano sui reali costi.
Se disponete di una stampate più piccola potete sempre disegnare il pezzo da creare in parti separate che dopo la stampa possono essere assemblate quindi il costo di una stampante di grande formato, sia per l’acquisto che per l’uso, la manutenzione e gli eventuali accessori, non è giustificato se non in rarissimi casi.
Se poi dovete produrre un pezzo di grandi dimensioni e non volete sezionarlo potete sempre per una volta rivolgervi ad un servizio commerciale di stampa 3D.
In conclusione è bene scegliere un modello standard di dimensioni contenute ma molto popolare e diffuso: perché un modello venduto molto ha conquistato molti utenti che spesso realizzano accessori utili e interessanti e forniscono suggerimenti di grande valore.
Caratteristiche della stampante FDM
Il significato della sigla FDM indica la tecnologia di stampa 3D Fused Deposition Modeling (Modellazione a Deposizione Fusa), dove un filamento termoplastico fuso viene depositato strato su strato.
Il sistema Fused Deposition Modeling (FDM)è una delle tecnologie più comuni e accessibili per la stampa 3D e funziona riscaldando e fondendo un filamento di materiale termoplastico, che viene poi estruso attraverso un ugello e depositato strato per strato per creare un oggetto tridimensionale. Questa tecnologia è utilizzata per realizzare prototipi e pezzi funzionali.
Le stampanti 3D più diffuse sono quelle cartesiane realizzate con un robusto telaio che permette alla testina di stampa di muoversi su due assi guidata da motori elettrici passo-passo estremamente precisi con la possibilità di guidare il sollevamento progressivo della testina per depositare gli strati successivi di materiale per la creazione degli oggetti attraverso l’azione di un altro motore.
Le stampanti migliori sono costituite in estrema sintesi da un telaio molto robusto, componenti di qualità, montaggio accurato, letto riscaldato/indeformabile realizzato in vetro borosilicato e microporoso con possibilità di ampie regolazioni.
L’estrusore e il trascinatore possono essere lontani tra loro permettendo di avere masse mobili inferiori con meno vibrazioni e maggiori velocità di estrusione oppure adiacenti e permettono di stampare materiali elastici con facilità.
Modelli speciali
La maggioranza delle stampanti 3D (FDM cartesiane) possiedono un piatto mobile (asse Y) sul quale scorre perpendicolarmente il carrello dell’estrusore (asse X) mobile anche in elevazione (asse Z).
Alcune stampanti possiedono un doppio motore per l’asse Z, ma per i modelli con volume di stampa intorno ai 20 cm dotati di una costruzione metallica molto robusta e stabile anche un solo motore è ampiamente sufficiente.
Il doppio motore inserisce qualche problema in più di taratura e coordinazione, ma per le stampanti di grande formato è assolutamente indispensabile, anche per questo motivo le stampanti non eccessivamente grandi sono da preferire.
Altri modelli (FDM delta) sono caratterizzati da un gruppo estrusore sospeso in grado di muoversi in tutte le direzioni che, pur presentando alcuni vantaggi, non hanno mai conquistato il mercato rimanendo sistemi di nicchia essenzialmente perché richiedono calibrazioni molto accurate e non sempre semplici.
Esistono anche modelli dotati di un box chiuso di serie.
Generalmente si tratta di modelli con piccoli volumi di stampa, utili se si usano materiali tossici come l’ABS o se si desidera proteggere i bambini o le stampanti da interferenze accidentali oppure modelli professionali molto costosi che utilizzano la camera calda cioè riscaldano e mantengono caldo l’intero volume di stampa.
Il piano sul quale vengono estrusi i materiali per creare i modelli viene riscaldato per aumentare la presa del primo strato, sempre molto critica.
Anche la superficie microporosa contribuisce all’adesione dello strato di base con i pori che riscaldati si dilatano e realizzano una sorta di effetto ventosa.
Come vedremo in dettaglio è molto importante per il risultato finale utilizzare la migliore temperatura della testina di estrusione e per il piano di appoggio.
Un modello quasi unico di stampante 3D possiede un cingolo continuo che sostituisce il piano permettendo di realizzare modelli uguali in gran numero.
Penne 3D
A prima vista sembrano rappresentare la soluzione ideale ma purtroppo non è così: sono piccole e si tengono in mano come un grosso pennarello, sono alimentate a 5V da caricatori simili a quelli dei telefoni, contengono un estrusore e un sistema di trascinamento del filo.
I tipi migliori possono utilizzare PLA e ABS e dispongono di una regolazione della temperatura dell’estrusore e possiedono un pulsante sul corpo, manovrabile con le dita, che permette di regolare la velocità di estrusione.
Apparentemente le penne 3D sembrano essere la risposta a tutto ma, in realtà, non è così in quanto questi dispositivi sono difficili da gestire e utilizzare e spesso producono solo grovigli di filo indurito.
Generalmente la temperatura raggiunta dall’estrusore non riesce a fondere completamente il materiale e usando il PLA impostando la temperatura per l’ABS (più alta) qualche volta si riesce a migliorare il risultato perché il materiale estruso si raffredda rapidamente e si dispone di poco tempo per depositarlo dove effettivamente serve.
Per utilizzare questi dispositivi ci vuole molta pratica perché la manualità è fondamentale, vengono offerti dispositivi anche molto economici, ma bisogna acquistare prodotti qualitativamente validi e quindi di costo elevato e, a volte, una buona penna 3D può costare quanto una stampante economica da assemblare.
L’uso più interessante delle penne 3D è nei piccoli ritocchi dei modelli stampati oppure in riparazioni spesso insospettate.
Queste penne consentono di ricreare piccole aree di materiale anche diverso e possono realizzare inediti tasselli (stop) in zone poco accessibili o in fori rovinati o creati male.
La temperatura di estrusione che decade quasi immediatamente non consente di sfruttare il potere collante del materiale depositato che, frequentemente, si raffredda subito a contatto con materiali diversi specie se poco coibenti come i metalli e tutto viene aggravato dal fatto che la penna 3D deposita quantità minime di materiale che quindi tende a raffreddarsi subito a contatto con superfici più fredde di maggiore massa.
In conclusione le penne 3D devono essere considerate, poco efficienti e pratiche, difficili da utilizzare e fondamentalmente poco utili e anche pericolose o da utilizzare con cautela: le penne 3D possiedono la punta, non protetta, che raggiunge temperature comunque considerevoli (180 °C /220 °C) insieme al materiale appena estruso quindi vanno maneggiate con attenzione per evitare ustioni e non sono assolutamente adatte ai bambini come a volte la pubblicità ingannevole vorrebbe far credere.
A volte si è tentati di acquistare una penna 3D per provare il sistema ma i problemi che la penna 3D crea scoraggiano invece di avvicinare al mondo della stampa tridimensionale.