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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! :)

From Blender to a 3D printed something.

A scale modeler friendly view on 3D printing.

This is not my first attempt to go from Blender to a 3D printed object (Shapeways prototyped doll), but this time i’m taking it a little bit more serious.

From Blender to 3D Printing

Blender is proving a great tool to quickly (but quite accurately) produce good quality 3D geometry to later pass to a 3D printing service. Also if it is not providing extremely accurate measurement, a paying a little attention on how to design the object can lead to very good results, also because the modeler will use the produced object as a solid base to further works and enhancements, rather than as a finished product.

Also finding professional printing services is now easier, also without going for the online alternative. Nothing bad with Shapeways, of course, but a more accurate research near you can reserve some good surprise (like a cheaper alternative and a better pre production aid).

SLS Printed parts

The need for not so small pieces, with a good measure accuracy but not so much surface details, drive me to the choose of a SLS Selective Laser Sintering solution, using Nylon powder as a base material. So, if you’re a modeler, going from a quite rough surface to a mirror polished finish is just a matter of time, good automotive primer/filler (go just for the professional grade kind, the generic bricolage version is just a waste of time and money) and wet sanding.

This is just the first step, next move will be produce good quality molds to transform master 3D printed pieces in small production series goods. Also producing a bit larger molds than i was used to produce could be an interesting challenge, and a chance to try new materials. So i hope the next article will be on how to recast 3D printed objects using the standard modelers methods (RTV silicone molds, PU resin, etc…).