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Rifinire i pezzi stampati in 3D

I pezzi stampati in 3D

Sono diversi anni che, per progetti di vario tipo, utilizzo pezzi e parti stampate in 3D e il problema principale è sempre stato quello di passare dal livello di finitura con cui viene consegnato il pezzo ad un livello di qualità superiore.

Per chi non conosce nel dettaglio come funziona la stampa 3D diciamo che il processo consiste sempre nel sovrapporre strati successivi di materiale, come se il pezzo fosse stato fatto a fette e poi ricomposto. In base al tipo di tecnica di stampa (deposito di materiale, inkprinting, sinterizzazione laser) questi strati potranno essere più o meno sottili e regolari, ma comunque saranno sempre facilmente distinguibili ad occhio nudo ed al tatto. In base alle applicazioni la cosa può essere tollerabile o meno, ma in campo modellistico e per il prop making di solito si preferisce ottenere il miglior risultato possibile sul pezzo che fungerà da master per le copie successive.

Quello nella foto è un pezzo prodotto da una macchina industriale, con la qualità normalmente ottenibile con sistemi professionali, ma nonostante questo la stratificazione è chiaramente visibile:

Finishing 3D printed stuff.

L’utilizzo di prodotti standard

La tecnica principale per rifinire un pezzo del genere è quella di applicare più mani di primer riempitivo e di passare poi alla carteggiatura ad acqua (wet sanding) fino ad ottenere il risultato desiderato. Il metodo funziona ed è corretto, ma la scelta del primer e degli strumenti abrasivi può cambiare drasticamente il risultato, in termini di tempi e qualità finale.

I primi prodotti in cui ci si imbatte, che funzionano bene e che non richiedono attrezzature impegnative sono i primer in bomboletta, reperibili anche nei vari bricocenter senza particolari problemi. Tralasciando quelli economici, si può già fin dalle prime prove optare per dei prodotti un po’ più performanti, come lo Stucco Riempitivo Macota, semplice da usare e con una ottima finitura finale.

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Il grosso problema di questi prodotti è che per poter essere vaporizzati in bomboletta si tratta di formule monocomponente, con caratteristiche di riempimento e di resistenza finale piuttosto ridotte e con tempi di asciugatura lunghi. Questo implica quindi molte mani sovrapposte e tempi lunghi tra un’applicazione e quella successiva. Inoltre il fatto di dover basare il processo di asciugatura sulla evaporazione di un solvente implica necessariamente un ritiro ed una riduzione dello strato di riempimento ancora prima di iniziare a carteggiare.

L’utilizzo di prodotti professionali

L’alternativa è quindi quella di passare a prodotti bi-componente, in cui la fase di catalisi della base non è affidata all’evaporazione di un solvente, ma dove il prodotto va preparato prima dell’applicazione, miscelando alla base l’apposito attivatore. Questi prodotti garantiscono tempi di lavorabilità molto minori (sono carteggiabili nel giro di 20/30 minuti) e una finitura migliore, data dalla maggior durezza del primer una volta catalizzato oltre alla pressochè totale assenza di ritiri.

Anche in questo caso i prodotti migliori sono quelli che vengono usati per i veicoli e ancora meglio quelli usati in ambito navale. Io al momento sto utilizzando un primer bi-componente della Hagmans (http://www.hagmans.se/gb/Products/Putty/Stalplast_putty/11091), una ditta Svedese, specializzata in prodotti per la finitura in campo automotive e cantieristico.

Il prodotto nello specifico è un primer/riempitivo a sprudzzo, addizionato con microsfere, il che lo rende facilmente carteggiabile nonostante la notevole durezza raggiunta a fine catalisi.

Finishing 3D printed stuff.

Il prodotto va applicato a spruzzo, con una pistola con un ago adeguato e che permetta di spruzzarlo senza bisogno di diluizione (io uso una Anest-Iwata  con un ago da 2mm e 2 bar di pressione).

Finishing 3D printed stuff.

Il prodotto va preparato con una percentuale di indurente al 2%-3% (come per la media dei prodotti poliestere) e come tutti i prodotti poliestere va maneggiato e applicato in ambiente areato e utilizzando una maschera facciale con filtri attivi.

Finishing 3D printed stuff.

Una volta applicato sul pezzo è immediatamente visibile la grana lasciata dalla presenza delle cariche all’interno del primer. Il colore è un grigio chiaro, perfetto per evidenziare i dettagli e le zone da lavorare.

Finishing 3D printed stuff.

Se applicato correttamente, mantenendo la pistola in continuo movimento, il prodotto non cola ed è possibile applicare diverse mani in rapida successione.

La carteggiatura può iniziare dopo poco tempo, circa 30 minuti e la prima sgrossatura può essere fatta ad acqua, con carta da 400-480.

Personalmente ho trovato un notevole miglioramente in termini di comodità utilizzando delle spugne abrasive, sempre provenienti dall’ambito della carrozzeria, disponibili in grane che vanno dalla 180 alla 2000.

Finishing 3D printed stuff.

Bastano in genere pochissimi minuti, passando in rapida successione dalla 500, alla 1000 e alla 1500/2000 (sempre bagnate) per arrivare ad un livello di finitura superficiale decisamente migliore:

Finishing 3D printed stuff.

Come confronto riposto la foto dell’interno dello stesso pezzo, dove la finitura è ancora quella originale della stampa:

Finishing 3D printed stuff.

In questa foto si vedono due pezzi, uno con applicate 3 mani di primer e l’altro rifinito velocemente con le spugne abrasive secondo la sequenza indicata prima (500/1000/1500):

Finishing 3D printed stuff.

Conclusioni

In conclusione, l’utilizzo di prodotti più tecnici (in questo caso un primer bi-componente) diventa fondamentale in un ottica in cui tempi minori e risultati più consistenti diventano non solo una questione estetica ma un risparmio economico. I prodotti ed i materiali vanno conosciuti e provati in prima persona e come in tutti i casi avere un partner professionale (in questo caso il colorificio industriale in cui mi rifornisco) diventa indispensabile, per poter accedere a prodotti altrimenti difficilmente reperibili ed avere una mano iniziale a districarsi.

Buon lavoro! :)

Animatronic tail controlled by an Arduino Nano, videos.

I completed the software part of my animatronic tail, and taken a pair of videos. The tail has his own software with 3 different modes: reset mode, programmed routines and full auto.

The reset mode put the servos at zero-position (90°) to help settings the strings lenght and tension. The programmed routines performs a series of pre-recorded movements (from top to bottom, from left to right, full circle clockwise and anticlockwise, etc). The full auto mode uses a series of algorithms  to produce randoms movements.

All the movements are a mixed of linear and sine ramps, to give a different taste.

The two digital servos are controlled by an arduino nano, powered by a two cell hi-performance lipo battery and a controlled BEC.

 

Degasare la gomma siliconica sotto vuoto.

Ciao a tutti, in questi giorni ho realizzato un sistema per degasare la gomma siliconica sotto vuoto.

Degasare la resina siliconica

Inanzi tutto, perchè degasare la gomma per  gli stampi? Sia che si usino gomme per policondensazione (più economiche, formate da un componente gomma e un liquido catalizzatore) che le gomme per poliaddizione (a più alte prestazioni, con due componenti gommosi da mescolare in rapporto 1:1) i due componenti vanno mescolati estesamente e durante la mescolatura vengono inglobate nel composto notevoli quantità di aria.

Lasciare riposare il composto e versarlo lentamente sul pezzo da copiare aiuta ad eliminare la maggior parte delle bolle, ma in ogni caso una quantità notevole di microbolle rimarrà imprigionata nella gomma, comportando il fatto che lo stampo sarà meno robusto, avrà una vita molto più corta e in alcuni punti potrebbe “cedere” lasciando segni e difetti sul pezzo replicato.

Realizzazione della “degassing pot”

Per realizzare un sistema di degasaggio gli elementi fondamentali sono:

  • una pompa per il vuoto
  • un contenitore robusto
  • connettori e tubi

La pompa

Per la pompa ho scelto una pompa per il vuoto bistadio, reperita in un negozio di termoidraulica (viene usata per installare i condizionatori d’aria). E’ importante che la pompa sia un oggetto robusto e dalle buone capacità, in quanto per degasare composti come le gomme siliconiche è necessario un alto livello di vuoto.

Il contenitore

Il contenitore dev’essere ROBUSTO. Si trovano in giro tutorial in cui viene detto di usare tubi di plastica, scatole o addirittura vasi di vetro, ma il livello di vuoto raggiunto è molto elevato e qualunque contenitore non sufficientemente forte finirà per implodere e nel caso di materiale come il vetro potrebbe spedire centinaia di schegge pericolose in giro. Se non siete sicuri di cosa stiate facendo, evitate gli esperimenti e acquistate dei contenitori per degasare già pronti (basta cercare su eBay “degassing pot“). Come coperchio ho usato un pezzo di plexyglass da 1cm e anche in questo caso non utilizzate materiali fragili o che potrebbero spezzarsi. Per capirci, anche il coperchio da 1cm che sto usando si flette e fa una notevole pancia quando la pompa va in funzione, qualunque spessore minore comporterebbe senza dubbio una implosione.

I connettori

Per connettere la pompa al coperchio ho utilizzato una serie di connettori per aria, acquistati in un negozio specializzato. In genere, se andate con un progetto e spiegate cosa vi serve verrete aiutati nella scelta. Nel mio caso i pezzi principali sono un passaparete, ovvero il “tubo” che attraversa il coperchio, sulla cui estremità esterna è stato avvitato un connettore a T con attacchi rapidi che permette di gestire il flusso dell’aria verso la pompa e dall’esterno e sul quale sono stati montati due rubinetti a sfera, uno verso la pompa e uno verso l’esterno per far fluire l’aria nella pentola una volta terminata l’operazione di degasaggio. Tutti i vari componenti sono poi collegati tra di loro con un tubo da 1cm in polietilene.

Degasare la resina siliconica Pompa per il vuoto bistadio Degasare la resina siliconica Degasare la resina siliconica Degasare la resina siliconica

Animatronic tail controlled by an Arduino Nano

This is my last animatronic project, an Animatronic Tail controlled by an Arduino Nano and two Standard Servo.

The tail itself is made by hand machined nylon discs, for the first version, and laser cut acrylic discs for the final version. All the control cables are standard steel cables, using a soft steel spring as connector for the vertebrae.

To drive the servos without drain to much power from the Arduino i used a 6V LiPo BEC, usually used with RC Models.

Arduino animatronic tail DSC_1377 Arduino animatronic tail

The arduino with the 6V BEC used to drive the servos.
The arduino with the 6V BEC used to drive the servos.

I think that the pictures will explain better than a thousand words:

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And the video too: