Se il tuo modello ha una sporgenza troppo lunga, è probabile che cada o addirittura si rompa durante una stampa. Avere strutture di supporto sottostanti aiuterà a prevenire che ciò accada. Sebbene le strutture di supporto siano spesso considerate un male necessario nella stampa 3D, possono anche causare problemi con la superficie del modello. In questo articolo parleremo dei vari fattori che influenzano la progettazione e il funzionamento delle strutture di supporto.

Quando ne hai bisogno?

Se il tuo modello ha un ponte troppo lungo o uno sbalzo che non è supportato da nulla al di sotto, potrebbe essere necessario utilizzare strutture di supporto per evitare che cada.

Non tutte le sporgenze necessitano di appoggi: regola dei 45 gradi

La regola generale è che se la sporgenza del modello si inclina con un angolo inferiore a 45 gradi, può essere stampato senza strutture di supporto. Le stampanti 3D utilizzano un piccolo offset orizzontale tra gli strati per consentire loro di stampare modelli che non hanno ponti eccessivamente lunghi o sporgenze sovrastanti. Se la porzione verticale del modello non si inclina troppo, i livelli precedenti possono comunque supportarla.

La porzione verticale di un modello può essere supportata anche senza strutture di supporto se le sue sporgenze hanno un angolo inferiore a 45 gradi. Questa regola si applica a lettere come Y e T. Tuttavia, se la porzione verticale del modello presenta un ponte troppo lungo o uno sbalzo sovrastante, è necessario utilizzare strutture di supporto per evitarne la caduta.

Non tutti i ponti richiedono supporto: la regola dei 5 mm

Sebbene nella stampa 3D non sempre sono presenti ponti e sporgenze ad arco, se un modello ha una lunghezza di stampa sul vuoto tra due punti inferiore a 5 millimetri, può essere stampato senza strutture di supporto. Per poterlo fare, una stampante 3D utilizza una tecnica nota come bridging, che prevede lo stiramento del materiale caldo. Tuttavia, se il ponte del modello è più lungo di 5 mm, è necessario aggiungere strutture di supporto per evitare che cada.

Testare la stampa senza supporto

Come abbiamo visto, la regola generale è che se la porzione verticale del modello ha un angolo inferiore a 45° o un bridge inferiore ai 5 mm, può essere stampata senza strutture di supporto. Tuttavia , prima di iniziare a stampare modelli 3D con sporgenze superiori a quelle indicate senza supporti, è importante testare le capacità della tua stampante 3D per supportarli. Puoi capirlo facilmente stampando un modello Massive Overhang Test. Questo modello ha più sezioni ad arco che vanno da 20 a 70 gradi. Questo passaggio è molto importante ad identificare l’angolo massimo in cui si può stampare senza supporti con la tua macchina.

Svantaggi

Come molte cose nella vita, le strutture di supporto della stampa 3D possono avere i loro svantaggi. In questo articolo parleremo di alcuni di questi.

Aumento del costo del materiale

Poiché la stampa 3D ha un costo, è importante considerare non solo il costo di un modello quando si tratta di scegliere cosa stampare. Ad aumentare il costo del modello influiscono anche le strutture di supporto che consumano molto materiale, che alla fine poi viene scartato. Ciò si aggiunge al costo complessivo del processo di stampa 3D.

Durata di stampa aumentata

Le strutture di supporto aumentano anche la durata del processo di stampa 3D. A seconda del numero di supporti necessari e dell’altezza delle strutture, il tempo di stampa finale varierà.

Aggiunto lavoro di post-elaborazione

Sebbene le strutture di supporto non siano incluse nel modello, vengono utilizzate per supportare varie parti del modello durante il processo di stampa. Ciò significa che una volta terminato il processo, è necessario rimuovere i supporti prima che il modello sia pronto per l’uso. In un ambiente di produzione, lavoro aggiunto significa costi aggiuntivi per il modello.

Rischio di danneggiamento del modello

Sebbene ci siano numerosi vantaggi nell’utilizzo delle strutture di supporto, è importante ridurne al minimo l’uso e aggiungerle solo dove necessario. In questo articolo parleremo di come ridurre al minimo l’uso delle strutture di supporto nella stampa 3D. Poiché le strutture di supporto della stampa 3D sono progettate per aderire alle pareti dei modelli, possono facilmente danneggiare la superficie se non vengono rimosse correttamente.

Geometria della struttura

Esistono due tipi comuni di strutture di supporto per la stampa 3D: supporto ad albero e supporto lineare/a fisarmonica.

Albero

Una struttura di supporto ad albero è un tipo di supporto per la stampa 3D che che si sviluppa dal piatto di stampa in modo ramificato. Sebbene le strutture di supporto ad albero siano generalmente più facili da rimuovere, non possono supportare modelli piatti. Possono essere utilizzati solo per i modelli con sovra-arcate.

Lineare o a fisarmonica

Il tipo più comune di struttura di supporto utilizzata nella stampa 3D è il supporto a colonna verticale. Questo tipo di supporto è comunemente usato per ponti e sezioni ad arco. Tuttavia, è anche più difficile da rimuovere e può causare danni alla superficie del modello.

Tipi di supporto per facilità di rimozione

Staccabili

Le stampanti con un estrusore utilizzano strutture di supporto per la stampa 3D separabili per impostazione predefinita.
Quindi se non hai più estrusori, devi usare lo stesso materiale per le strutture di supporto e per la stampa. Ciò significa che anche se è possibile regolare la densità della struttura di supporto, non è possibile modificarne l’aspetto.

L’unico modo per separare il modello e la struttura di supporto è rimuoverli a mano o tagliandoli accuratamente con un coltello. Sfortunatamente, questi metodi possono introdurre molti rischi per il modello. È importante seguire una tecnica adeguata ed evitare di danneggiare la superficie del modello durante il processo di rimozione.

Solubili

Se disponi di una macchina a multi-estrusore o che ti permette di cambiare il materiale automaticamente, è possibile stampare le strutture di supporto in un materiale solubile. Dopo aver stampato il modello è sufficiente rimuovere la struttura di supporto utilizzando anche solo semplice acqua. Questo metodo di rimozione della struttura di supporto e del modello elimina il rischio di danni al modello e semplifica il processo di post-elaborazione.

Come rimuovere le strutture dalla stampa 3D

In questo articolo parleremo di alcune delle tecniche collaudate che possono essere utilizzate per rimuovere le strutture di supporto staccabili.

1. Posizionare il modello così da avere completamente esposta la struttura di supporto e rimuoverla delicatamente con le dita.
2. Dopo aver rimosso la gran parte del supporto, utilizzare uno strumento per rimuovere le parti difficili da raggiungere. Esistono vari tipi di coltelli e strumenti che possono essere utilizzati per rimuovere queste parti.
   1. Prima di utilizzare un coltello o un raschietto per rimuovere la struttura di supporto, assicurarsi che questo sia ben riscaldato. Inoltre, assicurati di non danneggiare il modello con la fonte di calore.
   2. Fai molta attenzione con i coltelli perché sono molto affilati.
3. La carta vetrata è un altro ottimo strumento per rimuovere i punti di contatto dei supporti. Puoi carteggiare a umido con carte abrasive di alta qualità per rimuovere le strutture di supporto e lucidare il modello.
4. I modelli realizzati con materiali PLA possono anche sviluppare segni di sollecitazione a causa delle strutture di supporto staccabili. Per evitare che questi segni rimangano, applica lo smalto per unghie sul modello.

Riduzione dei supporti nella stampa 3D

Integra i supporti per la stampa 3D nel modello

Uno degli errori più comuni che le persone commettono quando si tratta di strutture di supporto per la stampa 3D è non aggiungere elementi che possono svolgere la stessa funzione. Ad esempio, nella scultura Venere Vitrix di Antonio Canova, la struttura di supporto è stata aggiunta al corpo del modello. La struttura portante attaccata al corpo di Venus Vitrix è composta da elementi che auto-sostengono la scultura.

Far sì che la struttura di supporto si adatti perfettamente al design del modello è un’arte che richiede molta pianificazione e creatività. È importante rendersi conto che l’aggiunta di strutture di supporto non deve essere fatta a casaccio. Farlo correttamente migliorerà il modello e renderà superfluo il processo di stampa delle strutture di supporto.

Smussi

Un altro metodo comunemente utilizzato per rimuovere le strutture di supporto della stampa 3D è l’uso di smussi. Questa tecnica trasforma le strutture angolari in oggetti curvi e poco appariscenti. Questo serve per sostituire a una struttura piegata o angolare una poco inclinata. Questa tecnica può essere utilizzata anche con i fori. Se un foro nel modello ha una superficie smussata, questa può essere trasformata in una struttura di supporto simile a una lacrima. Ciò contribuirà a ridurre il numero di strutture di supporto necessarie per rendere un modello fantastico.

Riorientamento

Riduci al minimo il numero di strutture di supporto necessarie per rendere un modello fantastico riorientandolo sul piano di stampa. Un esempio è il modello creato da @fantasygraph, che ha un braccio orizzontale che punta verso l’infinito. Se il modello è stampato in 3D così com’è, la struttura di supporto dovrà essere fissata al braccio sinistro per tutta la sua lunghezza. Questa struttura di sostegno è costituita da un lungo sbalzo con un angolo di 90 gradi. Eliminare i supporti molto probabilmente lascerà segni sul lato inferiore del braccio del modello. Invece riorientando in verticale, aggiungi una struttura di supporto alla base del modello per evitare questo problema. In questo modo potrai stampare il modello con meno strutture di supporto.

Limitare le strutture di supporto nella stampa 3D

Nelle sezioni precedenti, abbiamo parlato dell’importanza di ridurre al minimo l’uso delle strutture di supporto nella stampa 3D. Tuttavia, questo non significa che dovresti evitare di farlo affatto. Segui invece questi semplici passaggi per ridurre al minimo il rischio di instabilità del modello.

1. Assicurati che la tua stampante 3D sia in condizioni ottimali.
2. Prima di iniziare la stampa 3D, assicurati che il materiale si stia raffreddando rapidamente. In questo modo si eviterà che si deformi o si rompa. Inoltre, abbassa le temperature della tua stampante 3D per evitare che si surriscaldi.
3. Anche la riduzione della velocità di stampa aiuta a raffreddare e aiuta soprattutto a stampare ponti più lunghi e sporgenze difficili.
4. Cerca di utilizzare lo spessore dello strato più basso possibile. In questo modo si raffredderà il materiale più velocemente e si ridurrà la quantità di massa depositata sulla testina di stampa.

Impostazione dei supporti con Cura

A volte, è impossibile evitare di utilizzare strutture di supporto nella stampa 3D. Tuttavia, per ridurre al minimo il rischio di instabilità del modello, assicurarsi che le strutture di supporto siano stabili e rimovibili. Puoi anche personalizzare le strutture di supporto nella tua stampante 3D attraverso le varie impostazioni fornite dal software che utilizzi. Il più delle volte, il software genererà automaticamente strutture di supporto per te. Tuttavia, può anche sfruttare una modalità manuale che consente di rimuovere o aggiungere strutture di supporto.

In questo articolo abbiamo scelto di concentrarci su Cura, perché è uno degli slicer gratuiti più popolari in circolazione.
Inoltre, il software dispone di una sezione di impostazione della struttura di supporto che consente agli utenti di crearle secondo i loro bisogni. Seguendo questi semplici passaggi, puoi personalizzare facilmente le strutture di supporto che verranno utilizzate nella tua stampante 3D.

Attivare le strutture di supporto della stampa 3D generate automaticamente

Per evitare di stampare parti instabili, assicurarsi che le strutture di supporto generate automaticamente siano abilitate. Per prima cosa dovremo controllare se il modello necessita di ulteriore supporto. Dopo aver importato il tuo modello nel programma, cerca le sezioni colorate di rosso. In queste aree, dove il programma ha rilevato instabilità ( soprattutto nella parte inferiore del modello) Cura genererà automaticamente i supporti tra il letto di stampa e il modello. Inoltre gestirà anche i ponti e altre aree instabili che appaiono tra le forme dell’oggetto da stampare. Sebbene il software generi automaticamente strutture di supporto per la tua stampante 3D, non le mostra nella vista Solid. Per vederli, vai su Layer View e clicca su Support Material.

Selezionare tra supporto ad albero o supporto lineare

Normalmente cura ha una vasta scelta di supporti standard da cui attingere tra cui quello lineare di default. Dalla versione 3.2, il software ha introdotto un’opzione di struttura di supporto ad albero che consente consente agli utenti di creare ramificazioni dal piatto di stampa per le proprie strutture di supporto.

Controllare il posizionamento delle strutture

La sezione Supporto del programma mostra un’impostazione chiamata Posizionamento. Ciò consente agli utenti di controllare il posizionamento della struttura supportata. Quando è selezionata l’impostazione Ovunque, il programma tenta di costruire strutture di supporto in tutti i posti dove debbano essere collocate. Ciò significa che le strutture di supporto possono essere utilizzate anche in aree non direttamente sospese sul bed. Tuttavia, se non vuoi che vengano posizionati sopra al modello, cambia semplicemente l’impostazione su supporti solo dal piano di stampa.

Il tetto di supporto

Poiché le strutture di supporto per la stampa 3D sono sempre posizionate sopra lo sbalzo del modello, possono influire sulla finitura superficiale delle parti.
L’impostazione Abilita tetto di supporto può aiutare a migliorare la finitura superficiale delle parti rendendo più densa la pelle della struttura di supporto. Tuttavia, questa caratteristica può anche rendere più difficile la rimozione delle strutture di supporto.

L’impostazione distanza supporto X/Y

A volte, le strutture di supporto costruite troppo vicino al muro esterno del modello possono lasciare segni sulla superficie del modello. Per evitare ciò, vai alla sezione Supporto e imposta l’impostazione Distanza X/Y. L’impostazione della distanza X/Y del supporto nel programma controlla la distanza tra le pareti verticali del modello e la struttura di supporto. Se la struttura di supporto danneggia le pareti del modello, il valore deve essere leggermente aumentato. Tuttavia, prima di stampare, evitare di aggiungere piccole sporgenze sulle pareti esterne per evitare che non siano supportate. In questo modo si impedirà al programma di stampare correttamente.

L’impostazione della Distanza Z per semplificare la rimozione

La connessione tra la struttura di supporto e gli strati del modello deve essere resa più debole per liberarsi dagli strati del modello. Questa funzione è chiamata Z-offset.
Puoi anche semplificare la rimozione delle strutture di supporto impostando ad esempio, l’altezza del livello su 0,1. Se la struttura di supporto è troppo resistente per staccarsi dal modello, aumentare l’impostazione Z-offset per facilitarne la rimozione. Sfortunatamente, nel programma non sono disponibili mezzi livelli di supporto.

Selezionare la corretta struttura di supporto per il giusto equilibrio tra resistenza e facilità di rimozione

Puoi anche modificare il modello del materiale di supporto per la stampa 3D andando nella sezione Supporto e impostando una nuova impostazione chiamata Modello di supporto. Il modello predefinito del programma è Z-Zag, considerato il più potente disponibile. Ci sono anche altri modelli come Triangoli, Linee, Concentrici e Croce. Puoi anche sperimentare gli altri modelli andando nella sezione Supporto.

Conclusione

Sfortunatamente, nella stampa 3D sono necessarie strutture di supporto per poter creare ponti e sporgenze difficili. Tuttavia è una buona idea provare a ridurre al minimo il loro utilizzo. In questo tutorial abbiamo parlato di alcuni modi creativi per evitare l’utilizzo di strutture di supporto e ridurre al minimo la quantità di materiale che si utilizza. Abbiamo anche parlato di alcuni suggerimenti e trucchi che ti aiuteranno a rimuovere con successo le strutture di supporto.