Questo tutorial si concentra sulla stampa 3D con tecnologia FDM, fornendo indicazioni sulla preparazione dei modelli e sulla gestione delle normali per garantire solidi 'manifold'. Viene discusso anche il design per la stampa, inclusi suggerimenti per evitare difetti durante il processo. Inoltre, il documento offre raccomandazioni sulla risoluzione del file STL e il controllo della qualità della mesh.

1. 3D PRINTING
TUTORIAL

2. STAMPARE
FINITURA
SU FDM DIY
Questo tutorial si
incentra sulla stampa
con tecnologia FDM
(fused deposition
modeling) DIY.
Questo include
praticamente tutte le
stampanti 3D
autocostruite come
Ultimaker, Makerbot,
Reprap, Solidoodle,
Wasp, etc.

3. PREPARARE IL MODELLO

4. CREAZIONE
DI UN SOLIDO
UNICO
Ogni pezzo stampato
deve essere un solido
unico, ma possono
esserci più solidi (non
intersecanti) sul piano di
lavoro.
Sconsigliato a meno
che non si voglia fare
una stampa volutamente
lunga (ad es. di notte)
http://zoltanb.co.uk/tips-and-tricks-on-
preparing-complex-models-for-3d-printing/

5. CREAZIONE
DI UN SOLIDO
UNICO
Due o più solidi possono
essere uniti con
operazioni booleane
In Rhino3D 4 ad
esempio il comando è
BooleanUnion
http://4.rhino3d.com/4/help/commands/bool
eans.htm

6. CONTROLLO
DELLE NORMALI
Ogni superficie ha tra le sue
caratteristiche un vettore
normale che punta verso una
direzione. Questo viene usato,
tra le altre cose, ad individuare
qual'è l'interno e quale
l'esterno.
Tutte le normali di un solido
devono essere concordi
(solitamente puntano tutte
all'esterno)

7. CONTROLLO
DELLE NORMALI
In Rhino 3D 4 si possono
visualizzare e intervenire sulle
normali con il comando Dir
http://4.rhino3d.com/4/help/commands/curv
e-surfaceanalysis.htm

8. COLORAZIONE
DELLE FACCE
INVERTITE
In Rhino 3D 4 si
possono anche
assegnare colorazioni
diverse a facce con
normali invertite.
http://wiki.daap.uc.edu/groups/infocenter/w
iki/354c5/

9. PER LA STAMPA
SERVONO SOLIDI
MANIFOLD
La definizione di manifold è di
origine prettamente
matematica, ma in questo caso
basta intendere che il solido è
conforme alla realtà fisica
(ovvero non ha anomalie che lo
rendono impossibile)
http://en.wikipedia.org/wiki/Manifold
http://doc.spatial.com/index.php/Manifold_
and_Non-manifold_Objects

10. OGNI VERTICE
APPARTIENE AD
UN SOLO SOLIDO
Due solidi distinti non possono
avere in comune un vertice.
Tutti gli spigoli che partono da
un vertice devono appartenere
ad un solo solido
http://en.wikipedia.org/wiki/Manifold
http://doc.spatial.com/index.php/Manifold_
and_Non-manifold_Objects

11. UNO SPIGOLI
DIVIDE SEMPRE E
SOLO DUE
SUPERFICI
In questo caso lo spigolo
appartiene a quattro diverse
superfici, anche se non per
intero

12. UNA FACCIA NON
PUÓ
APPARTENERE A
DUE SOLIDI
In questo caso una superficie
divide due volumi di due solidi
diversi. Questo crea ambiguità
su quale sia il volume interno e
quale quello esterno.

13. ELIMINARE TUTTE LE
SUPERFICI, GLI
SPIGOLI O I VERTICI
CHE NON
APPARTENGONO A
NESSUN SOLIDO
Anche se “a contatto” con il
solido la superficie non divide il
volume esterno da quello
interno, quindi non appartiene
al solido

14. EVITARE SPIGOLI
NASCOSTI
Per spigoli nascosti si
intende tutti quei vertici in
cui le superfici sembrano
toccarsi ma in realtà non lo
fanno.
Per essere sicuri del
risultato della stampa 3D
serve rimuovere tutti gli
spigoli nascosti
http://wiki.daap.uc.edu/groups/infocenter/w
iki/354c5/

15. EVITARE SPIGOLI
NASCOSTI
In Rhino 3D 4 si possono
mostrare e correggere gli
spigoli nascosti dal pannello
che si apre con il comando
ShowEdges
http://4.rhino3d.com/4/help/commands/edg
eediting.htm

16. ESPORTAZIONE IN
STL (WATERTIGHT)
Le stampanti 3D leggono il
formato .STL
Tutti i principali software
esportano in .STL, oppure
hanno plug-ins che lo fanno.
Il file esportato deve essere
perfettamente chiuso
(watertight)

17. RISOLUZIONE DEL
FILE .STL
Come succede per un
raster, un file .STL è difficile
da editare e ha una
specifica risoluzione che va
prevista fin dal principio

18. ESPORTAZIONE
DELLA MESH
In Rhino 3D 4 i parametri
importanti di esportazione
sono i seguenti, i valori sono
suggerimenti:
- max aspect ratio: 6
- min edge length: 0,1 (mm)
- max distance, edge to
surface: 0,1 (mm)
- refine mesh: checked
- Jagged seems: not-checked
- Simple planes: checked
http://wiki.mcneel.com/rhino/meshsettings

19. CHECK DELLA
MESH
Anche la mesh può avevre
spigoli nascosti, buchi,
elementi non manifold, etc.
È sempre bene controllare
eventuali problemi.
In Rhino 3D 4, c'è il comando
CheckMesh per verificare la
qualità della mesh
http://4.rhino3d.com/4/help/commands/che
ckrepair-meshes.htm

20. DESIGN PER IL 3D PRINTING (DIY FDM)

21. BASE PIATTA
Il pezzo che stampo
deve incollarsi
saldamente al piano di
partenza. Per fare ciò
serve una base
d'appoggio piatta.
Si può tagliare il 3D con
un piano per ottenerla,
oppure modificare
direttamente la mesh.
http://zoltanb.co.uk/tips-and-tricks-on-
preparing-complex-models-for-3d-printing/

22. SOTTOSQUADRA
ENTRO 45°
I pezzi stampati in FDM
possono autoportare
sottosquadra fino a 45°,
oltre servirebbe usare un
materiale di supporto.
http://blog.thingiverse.com/2010/05/18/design-
for-no-support-1-45-degree-rule/

23. ANISOTROPIA
MECCANICA
I pezzi stampati in 3D
sono più resistenti se lo
sforzo è parallelo agli
strati, meno se tende a
separarli (cioè sforza il
punto di giunzione tra due
strati consecutivi).
Stampare a 45° è anche
un sistema per avere
pezzi meccanici resistenti
in modo analogo a due
sforzi perpendicolari
http://technocraticanarchist.blogspot.it/2011/05/s
olid-prints.html

24. I PONTI
In alternativa a parti in
sottosquadra si possono
usare i ponti: superfici
perfettamente orizzontali
supportate solo alle
estremità.
http://richrap.blogspot.it/2012/01/slic3r-is-
nicer-part-2-filament-and.html

25. DIFETTI DEI PEZZI STAMPATI

26. PUNTI DI CONTATTO
SOTTILI
Se i punti di contatto tra gli
strati sono troppo piccoli è
possibile che non ci sia
superficie a sufficienza per
far attaccare lo strato
successivo. In questo caso
l'estrusore si trascina
facilmente via il materiale
deposto, creando buchi.
http://www.flickr.com/groups/3d-print-
failures/pool/

27. BUCHI SU SUPERFICI
QUASI-PIANE
Quando la curvatura della
superficie tende a diventare
orizzontale diminuisce la
superficie di contatto tra uno
strato e il successivo.
Oltre un certo livello il filo
non si attaccapiù come
dovrebbe e viene trascinato
via.
http://www.flickr.com/photos/eokgnah/8077025
349/sizes/l/in/pool-1820557@N22/

28. RISOLUZIONE
DEI BUCHI
Si possono ridurre i
difetti dei buchi
aumentando la
percentuale di
riempimento. Questo
perchè il filamento ha più
punti d'appoggio su cui
ancorarsi e, di
conseguenza, si
riducono gli slittamenti
http://www.flickr.com/photos/richrap/62338937
18/sizes/l/in/pool-1820557@N22/

29. GLI SLITTAMENTI
Può succedere che un
motore “perda passi”.
Poiché la macchina non
può accorgersene,
continua a stampare
anche se gli strati non
sono più allineati come
dovrebbero
http://www.flickr.com/groups/3d-print-
failures/pool/

30. I DISTACCAMENTI
Ci sono molte ragioni per
cui gli strati potrebbero
staccarsi tra loro: una
temperatura troppo
bassa, un errore nella
velocità di estrusione e
persino una bassa
qualità del filo
http://www.flickr.com/photos/lanthan/68709885
41/in/pool-3d-print-failures

31. I DISTACCAMENTI
Quando si stampa su un
piano non riscaldato
usando l'ABS, spesso il
ritiro stesso del
materiale strappa il
pezzo dalla sua base.
Questo ha come
conseguenza che gli
angoli (soprattutto) si
deformino
http://reprap-art.blogspot.it/2012/09/whiteant-
3d-printer-build-full-bed-test.html

32. LE BAVE
È molto comune,
soprattutto con alcune
macchine, che durante la
stampa si creino dei
filamenti tra un pezzo e
l'altro.
Questi dipendono
solamente dal fatto che
non viene
completamente interrotta
l'estrusione del filo
http://www.flickr.com/photos/13659531@N03/6
334203975/sizes/l/in/pool-1820557@N22/

33. SCARSA
ESTRUSIONE
Se non viene estruso
materiale a sufficienza
(per diversi problemi, dal
SW alla qualità del
filamento) il pezzo risulta
irregolare e molto fragile
http://www.flickr.com/photos/13659531@N03/6
334203993/in/pool-3d-print-failures

34. LE DISTORSIONI
Spesso sono dovute
ai settaggi della
temperatura. Se il
filamento non
raffredda in tempo
prima del passaggio
successivo può
essere deformato
dall'estrusore
http://www.flickr.com/photos/saltedguy/729495
3194/sizes/l/in/pool-1820557@N22/

35. IL MATERIALE DI
SUPPORTO
I supporti consentono di
ottenere forme
complesse con
sottosquadra accentuati.
Spesso i supporti sono
fatti con lo stesso
materiale di stampa,
lasciando difetti estetici
sulla superficie
http://www.protoparadigm.com/blog/2012/01/pr
inting-with-support-extreme-overhangs/

36. ESEMPIO DI STAMPA

37. Semisfera stampata dal polo
Semisfera stampata dall’equatore

38. ESEMPIO:
UN TAVOLO
In questo esempio è
possibile vedere i più
comuni difetti ed
errori di
progettazione

39. PUNTI DI
ATTACCO
La superficie di
contatto è troppo
piccola e l'estrusore
si trascina via il
materiale deposto

40. PUNTI DI ATTACCO
- soluzione-
Ogni volta che ci sono
problemi di adesione con il
piano si può inserire il
Raft, un piano di
costruzione che facilita
l'adesione del materiale

41. LE BAVE
Essendo quattro elementi
separati, tra le gambe del
tavolino la stampante
lascia bave di
trascinamento.

42. I PONTI
Il piano del tavolino inizia
tutto allo stesso livello ma
gli unici supporti sono gli
attacchi delle gambe.
Questo non da superficie
di contatto a sufficienza e
il filo tende a staccarsi

43. I DISTACCAMENTI
Proprio perchè il contatto
tra gli strati è minimo, è
facile che il pezzo tenda a
rompersi

44. LA RISOLUZIONE
Se il pezzo contiene
elementi troppo piccoli per
la macchina spesso non
vengono stampati. A volte
invece vengono male
interpretati e stampati in
modo non accettabile

45. POSSIBILI
SOLUZIONI
Il pezzo deve essere
disegnato in modo diverso.
In particolare sono state
ingrandite le gambe e la
scritta, oltre ad una
modifica che consente la
stampa del pezzo
capovolto

46. POSSIBILI
SOLUZIONI
Il bordo attorno al tavolo è
alla stessa altezza della
scritta e i ponti in questo
caso toccano sia il primo
che la seconda, dando
molto più sostegno al
piano a sbalzo

47. FONTI PRINCIPALI
http://zoltanb.co.uk/tips-and-tricks-on-preparing-complex-models-for-3d-printing/
http://wiki.mcneel.com/rhino/home
http://4.rhino3d.com/4/help/
http://www.flickr.com/groups/3d-print-failures/pool/