Sono molti i parametri da tenere in considerazione per garantire il successo della tua stampa 3D. Le stampanti 3D FDM o FFF utilizzano ugelli per estrudere i filamenti per produrre le parti 3D. Qui vedremo gli elementi essenziali di ciò che devi sapere sugli ugelli di stampa 3D.
Materiali per gli ugelli della stampante 3D
ugelli in ottone
Gli ugelli in ottone sono gli ugelli più utilizzati nella stampa 3D perché sono economici e possono essere utilizzati con la maggior parte dei filamenti come PLA, ABS, ASA, PETG, nylon ecc…
Anche gli ugelli in ottone sono ideali perché l'ottone ha un'ottima conducibilità termica ma si consuma velocemente ed è quindi sconsigliato utilizzare ugelli in ottone per stampare filamenti abrasivi come i filamenti caricati con fibre di carbonio.
Temperatura massima degli ugelli in ottone: 300°C
Vantaggi degli ugelli in ottone:
Prestazioni termiche e prezzo contenuto
Svantaggi degli ugelli in ottone:
Bassa resistenza all'usura e non adatto per materiali abrasivi
Ugelli in acciaio inossidabile
Gli ugelli in acciaio inossidabile consentono la stampa 3D di filamenti corrosivi (da non confondere con gli abrasivi) e anche la stampa di parti per il settore alimentare o medico perché gli ugelli in acciaio inossidabile non contengono piombo come gli ugelli in ottone. Sono adatti anche per filamenti abrasivi per piccoli usi.
Permettono inoltre un buon compromesso in termini di prezzo tra ottone e acciaio temprato.
Poiché l'acciaio inossidabile ha una conduttività termica inferiore rispetto all'ottone, dovrai riscaldare un po' di più l'ugello. È inoltre preferibile abbassare leggermente la velocità di stampa per un utilizzo ottimale.
Temperatura massima degli ugelli in acciaio inox: 350°C
Vantaggi degli ugelli in acciaio inossidabile:
Migliore resistenza all'usura rispetto all'ottone e può essere utilizzato per filamenti alimentari
Svantaggi degli ugelli in acciaio inossidabile:
Conduttività termica inferiore rispetto agli ugelli in ottone e resistenza all'usura inferiore rispetto agli ugelli in acciaio temprato.
Ugelli in rame nichelato
Il rame è un metallo con conduttività termica molto elevata. Rispetto ad un ugello in ottone, il rame offre una conduttività tre volte superiore. Il rame offre una migliore stabilità della temperatura durante la stampa e la protezione al nichel riduce l'incollamento del filamento all'interno dell'ugello. Gli ugelli in rame nichelato raggiungono anche temperature di stampa di 500°C.
Temperatura massima ugelli rame/nichel: 500°C
Vantaggi ugelli rame/nichel:
Elevata conducibilità termica, versatilità, resistenza all'usura superiore agli ugelli in ottone.
Svantaggi degli ugelli in rame/nichel:
Durezza inferiore rispetto all'acciaio temprato e non adatto all'uso regolare con filamenti abrasivi
Ugelli in acciaio temprato
Gli ugelli in acciaio temprato consentono la stampa di filamenti carichi come filamenti con fibre di vetro, fibre di carbonio o fibre di Kevlar. Gli ugelli in acciaio temprato hanno una resistenza dieci volte superiore a quella di un ugello in ottone.
L'acciaio ha una bassa conduttività termica, sarà necessario aumentare la temperatura di stampa.
Temperatura massima di un ugello in acciaio temprato: 500°C
Vantaggi degli ugelli in acciaio temprato:
Elevata resistenza all'usura e durata con filamenti abrasivi
Svantaggio degli ugelli in acciaio temprato:
Una bassa conduttività termica e la qualità di stampa potrebbero diminuire
Ugelli color rubino
Gli ugelli Ruby, la cui punta dell'ugello è in rubino, offrono un'elevatissima resistenza all'usura e un'ottima conduttività termica grazie al corpo in ottone.
L'ugello rubino con corpo in ottone è un ugello molto interessante per filamenti abrasivi che offre un ottimo rapporto conducibilità termica/durabilità.
Temperatura massima ugello rubino: 500°C
Vantaggi degli ugelli rubino:
Buona conduttività termica, elevata resistenza all'usura e resistenza alle alte temperature di stampa.
Svantaggi degli ugelli rubino:
Alto prezzo
I diametri degli ugelli della stampa 3D
Esistono ugelli per la stampa 3D con diametri diversi da 0,2 mm fino a 1,2 mm. Queste differenze di diametro consentiranno stampe con precisione e velocità di stampa diverse.
Ugelli da 0,2 a 0,4 mm
Gli ugelli di piccolo diametro consentono stampe 3D con ottima precisione. Lo svantaggio è che gli ugelli di piccolo diametro vengono utilizzati con altezze di strato basse per aumentare la qualità di stampa che aumenterà il tempo di stampa sebbene questo parametro dipenda anche dalle impostazioni del software di slicing. .
Ugelli da 0,5 e 0,6 mm
Gli ugelli con diametro di 0,5 e 0,6 mm consentono risultati soddisfacenti in termini di qualità di stampa e consentono inoltre di risparmiare tempo di stampa.
Ugelli da 0,8mm
Gli ugelli con diametro di uscita pari o superiore a 0,8mm consentono stampe più veloci ma portano ad una diminuzione della precisione dei dettagli delle tue stampe 3D.
Questi ugelli di grande diametro devono essere utilizzati per la stampa 3D di grandi volumi e non hanno l'obiettivo di produrre parti estetiche.
Il caso degli ugelli Volcano e Super Volcano
Gli ugelli di tipo Volcano o Super Volcano sono ugelli più lunghi e il loro design consente di riscaldare una maggiore quantità di filamento e quindi di essere utilizzato con velocità di stampa più elevate rispetto agli ugelli standard.
lAltezze degli strati in funzione del diametro dell'ugello
Per realizzare un pezzo solido, l'adesione tra gli strati deve essere perfetta.
Per fare ciò, è necessario calcolare l'altezza minima o massima dello strato a seconda del diametro dell'ugello.
La regola è molto semplice, l'altezza minima dello strato è pari al 25% del diametro dell'ugello e l'altezza massima dello strato è pari all'80%.
Esempio per un ugello da 0,4 mm di diametro:
Altezza massima dello strato: 0,4 x 0,8 mm = 0,32 mm
Altezza minima dello strato: 0,4 x 0,25 mm = 0,1 mm
Lo spessore del guscio delle stampe 3D
Lo spessore del guscio (contorno, strati solidi superiori e strati solidi inferiori) della stampa 3D sarà necessariamente multiplo del diametro di uscita dell'ugello.
Per la maggior parte delle applicazioni 3D sarà sufficiente uno spessore del guscio di 0,8 mm, ovvero 2 contorni con un ugello standard da 0,4 mm di diametro. Ma se utilizzi un ugello con un diametro di 0,8 mm risparmierai molto tempo di stampa perché l'ugello dovrà passare solo una volta!
Per le applicazioni meccaniche è necessario utilizzare uno spessore minimo del guscio di 1,2 mm e giocare sulla percentuale di riempimento interno per avere la parte più resistente possibile.
Esempio reale di velocità di stampa in funzione del diametro dell'ugello, dell'altezza dello strato e dello spessore del guscio
Esempio con un cubo di calibrazione 50x50x50mm
1È test: ugello standard da 0,4 mm e spessore dello strato da 0,2 mm (guscio 0,8 mm) (velocità 40 mm/s) riempimento 25%
Tempo di stampa 3D (Semplifica 3D): 4 ore e 51 minuti
2° test: ugello standard da 0,8 mm e spessore massimo dello strato di 0,64 mm
Tempo di stampa 3D (Semplifica 3D): 56 minuti
3° test: ugello vulcano da 0,8 mm e spessore massimo dello strato di 0,64 + velocità aumentata del 50% o 60 mm/s
Tempo di stampa 3D (Semplifica 3D): 39 minuti