Totem 3D DLP Printer.

La tecnica di stampa tridimensionale DLP è una delle sette principali ora disponibili sul mercato (FDM, SLS, MLS, SLA, Polijet, 3D Printing, DLP).Il principio di funzionamento è abbastanza semplice e si basa sull’utilizzo di una resina thermo-foto sensibile e di un videoproiettore DLP (Digital Light Processing, è una tipologia di videoproiettori, da cui la tecnica di stampa prende il nome): si proietta lo slicing sulla resina per un determinato tempo in modo che uno strato di solidifichi, poi di alza il piano di stampa e si ripete fino alla conclusione del lavoro (video: https://www.youtube.com/watch?v=snOErpOP5Xk).

Ho scoperto che un’azienda pordenonese, la “Officina del Bianco” ha recentemente messo in commercio la seconda versione di una stampante 3D a tecnologia DLP battezzata “Totem3D” (pagina Facebook), con cui ho avuto modo di fare alcuni test.

Imballo: la stampante arriva in una scatola di cartone protetta da dei fogli di polistirolo; in linea generale è buono, ma sapendo che molti spedizionieri sono peggiori dei vandali, sarebbe meglio qualcosa di più solido. La prima nota positiva è che appena aperta la scatola troviamo un foglio d’istruzioni su come estrarre la macchina senza arrecare danni (la Totem pesa 23 Kg) e comunque si consiglia di essere almeno in due persone.

Nella confezione troviamo alcuni pezzi con relativa chiave a brugola per il montaggio (piedini e maniglie, cosa da 5 minuti), tutti i cavi necessari, una chiavetta USB con il software necessario, una griglia di calibratura ed alcuni “fogli di stampa” (fanno da intercapedine tra il piano in vetro e la resina).

La Totem ad un primo sguardo, anche se semplice nel design, è molto curata; le componenti in plexiglass sono termoformate e di un bel colore nero e rosso acceso. Le viti di apertura sono in bella vista e con relativo tappino, mentre sul retro troviamo il pannello con le spine per i collegamenti al computer. Si vede che chi l’ha progettata ha investito molte ore di tempo nel posizionare la varia componentistica.totem

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La stampante è divisa in due parti principali: quella di base in cui c’è l’alloggiamento del videoproiettore, dell’elettronica e del motore di sollevamento del piano; quella superiore, a cui si accede alzando il Plexiglass rosso, in cui troviamo la vaschetta per la resina ed il piano di stampa.

Sia la vaschetta che il piano di stampa sono facilmente estraibili tramite delle viti e questo permette una facile rimozione del prototipo oltre che un agevole recupero della resina avanzata. Tutte le componenti meccaniche sono di alto livello e sono realizzate partendo dal “pieno” tramite centro di lavoro. L’area di stampa utile è di 140x80x150mm.

Questa stampante lavora “estraendo” l’oggetto dalla vaschetta (come nel video linkato); questa soluzione tecnica comporta dei vantaggi e degli svantaggi. I vantaggi sono gli ingombri ridotti, dato che non serve una vasca alta quanto l’oggetto (da riempire ogni volta), ma basta un dito di resina. Inoltre se vi vuole scalarla in Z, basta allungare quell’asse e sopratutto non serve una spazzola che uniformi la resina (Z si alza ed abbassa ad ogni layer in modo da avere uno strato sempre uniforme).

Collegamento al PC e software: ad ora la Totem non è stand-alone e quindi necessita di un computer sempre collegato per tutta la durata della lavorazione; vengono richieste due uscite USB ed una HDMI. Il PC non serve particolarmente prestante e con 500 euro dovreste comprarlo senza problemi in una qualsiasi catena di elettronica. Colleghiamo la chiavetta USB e troviamo il setup del software (ad ora solo per windows) ed un manuale utente; quest’ultimo è ben fatto ed accompagna passo a passo l’utente nelle (poche) configurazioni. La procedura d’installazione non è particolarmente complessa; forse la configurazione del doppio monitor (il videoproittore viene visto così) e un po’ più ostica per chi non c’ha mai avuto a che fare.

È ora di stampare!

Avvio il programma e carico il modello; qui si vede che il software è relativamente giovane ed ad esempio manca la possibilità di trascinare l’oggetto nell’area di stampa con il mouse, ma bisogna utilizzare i relativi pulsanti. Non è nulla d’impossibile, ma qualcuno abituato con software per la FDM potrebbe trovarsi un po’ spiazzato (comunque tutto spiegato nella guida). Purtroppo ad ora non è implementata la generazione automatica dei supporti e bisogna crearli con software terzi come MeshMixer o simili. Posizionato l’oggetto avviamo la procedura di stampa: un piccolo wizard ci accompagna nelle operazioni da eseguire prima dell’avvio (carico della resina, fine corsa dell’asse Z). C’è anche la procedura di configurazione della messa a fuoco del videoproiettore, grazie ad una intuitiva e semplice griglia di controllo (operazione che si fa una tantum). Viene chiesta che tipologia di resina vogliamo utilizzare scegliendo tra quelle già testate dal produttore, con relativi parametri; nel caso volessimo sperimentare qualche nuovo materiale non c’è alcun problema, perché è possibile modificare manualmente le impostazioni. Impostato tutto diamo il via. E qui si capisce subito che l’implementazione di un elettronica per la stampa autonoma è necessaria; infatti il computer (dovendo mantenere le impostazioni del doppio monitor) viene congelato per tutta la fase di stampa e non può essere utilizzato per altri scopi. Per fortuna il progettista mi ha rassicurato comunicandomi che sta già lavorando in questo senso e che a breve sarà disponibile un upgrade, implementabile senza particolari problemi anche a questo primo lotto di stampanti che ne è sprovvisto.

Un problema che ho riscontrato nella fase di stampa l’ho avuto con oggetti con base stretta e sommità larga (tipo un cono rovesciato) ; la solidificazione della resina inizia a ridosso del “foglio di stampa” che ricopre il vetro della vaschetta e difatto si ha una adesione con l’oggetto. Quindi se non si ha una base particolarmente solida, si rischia che il modello si stacchi facendo fallire la stampa; una semplice soluzione comunque è quella di aggiungere dei supporti che si contrappongano alla forza di adesione.

Una cosa estremamente positiva di questa tecnologia è che il tempo di stampa dipende esclusivamente dall’altezza in Z dell’oggetto; infatti essendo perimetri, riempimenti, etc., proiettati contemporaneamante, non c’è differenza se un oggetto ha la base più larga o più stretta, ma solo se è più alto o più basso. Infatti la soluzione migliore per ottimizzare i tempi è di riempire totalmente l’area di stampa: relizzare un anello o dieci sue copie comporta l’impiego dello stesso identico tempo.

Ultimata la stampa si rimuove la vaschetta e si recupera la resina non utilizzata, mentre con una spatola e molta cautela si procede a rimuovere l’oggetto dalla base; una volto rimosso lo si deterge con dell’alcol isopropilico e lo si asciuga con un po’ di aria compressa anche per rimuovere eventuali residui. Ed ecco il risultato:

Volto colorato
Volto colorato
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Una cosa estremamente interessante è che sono a disposizione già otto tipologie di resina testate, utili nei campi che vanno dall’odontotecnica all’oreficeria (resina per le lavorazioni a cera persa) e che il produttore ha una serie di upgrade davvero interessanti, quali la ricarica automatica della vasca, il controllo remoto e nuove tipologie di resine.

La macchina viene distribuita da SoNi.srl di Udine.

Di sicuro è una delle macchine a tecnologi DLP che più mi hanno entusiasmato, oltre ad essere progettato e costruito totalmente in Italia.

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RepRap: quali rivenditori per l’elettronica?

Una delle domande che ricorre più spesso nel forum RepRap Italia è dove comprare i vari pezzi per la stampante. Le componenti meccaniche io consiglio di reperirle presso negozi specializzati della vostra zona, a meno che non abbiate già esperienza nel campo della meccanica e sappiate esattamente cosa andate a comprare in rete. L’elettronica invece per ora è solo reperibile on-line o in un ristretto numero di negozi nelle maggiori città: quindi da chi comprarla?

Premetto che se andrete usare board basate su Arduino, quest’ultima è facilmente reperibile anche nei più sforniti negozi di elettronica e personalmente preferisco spendere 5 euro in più, che andranno a finanziare il progetto (ed il negoziante locale), piuttosto che comprare la solita board clone made in Cina (sulla cui qualità ce n’è da discutere).

Dopo parecchie prove, frustrazioni (sono io incapace o è la board che fa schifo?) ho trovato due fornitori:

  1. RepRap Discout che mi fornisce la Ramps 1,4, i driver, ed il pannello LCD
  2. Lulzbot che mi fornisce i motori e gli endstop. Entrambe queste componenti si potrebbero prendere anche da altri fornitori, ma siccome prendo il loro estrusore, risparmio sulle spese di spedizione.

RepRap Discount: la loro sede è a Hong Kong e spediscono con Fedex e qui c’è l’unico problema con questo fornitore. I costi del corriere sono di 25 dollari ed il pacco potrebbe essere intercettato dalla dogana dove ci aggiunge l’IVA. In compenso il pacco è ben fatto, con abbondante imballaggio antiurto e la consegna avviene entro 5 giorni lavorativi (in un occasione mi è arrivato dopo 2 giorni).

Vediamo come si presenta il materiale:

Materiale RepRap discount

La scheda elettronica, il pannello LCD ed i driver sono all’interno di un ulteriore custodia in plastica avvolti nel pluriball. Inoltre comprensiva nel prezzo della ramps c’è anche tutta la cavetteria necessaria e già cablata con i molex, che generalmente negli altri siti viene fatta pagare a parte.

La Ramps: l’elettronica è di ottima fattura, la scheda è già dotata di tutti i PIN utilizzabili (quindi se volete aggiungere il pannello LCD non dovete star li a perdere tempo a saldarli perché mancanti) e sono perfettamente perpendicolari al PCB, cosa non sempre scontata. È presente il famoso diodo per l’alimentazione dell’Arduino, quindi basta alimentare la RAMPS senza ulteriori sorgenti; tutto è perfettamente predisposto per l’autonomus printing. Il Mosfet del D8 (quello per il piano scaldato) è dotato di dissipatore per prevenire le rotture da surriscaldamento e le entrate di alimentazione sono estraibili, cosa molto pratica quando si vuole fare manutenzione o sostituzioni. Oltre alla cavetteria è incluso anche il modulo per la micro SD:

DSC04133 DSC04135 DSC04137Il pannello LCD: anche questo è dotato della pratica confezione in plastica, la qualità generale è molto elevata e sono presenti i zoccoletti di innesto alla RAMPS. Quindi non sono necessarie saldature e perdite di tempo varie, lo si toglie dalla confezione e lo si installa. Nella confezione è  presente anche una SD da 8GB (prima era da 4, penso che le aggiornino man mano che le esauriscono).DSC04138

I Driver: anche qui viene confermata la qualità e vengono forniti con il loro dissipatore ed anche con il collante necessario! Una cosa che mi ha stupito è che sono già tarati nelle impostazioni ottimali fornite dal produttore; scarti, inserisci e stampi!

DSC04139La cavetteria: la foto dice tutto.

DSC04140I motori: come anticipato sopra, per questi mi rifornisco da LulzBot. Sebbene la loro sede sia negli USA, riesco a spedire dal Regno Unito, quindi i costi di spedizione non sono particolarmente elevati e sopratutto non c’è il rischio delle tasse doganali. Ogni singolo stepper è dotato della sua confezione e relativo imballo, ma la cosa principale è che l’asse è fresato. Questa lavorazione permette ai nostri grani una migliore presa sull’asse diminuendo il rischio che le pulegge o ingranaggi slittino:

DSC04141 DSC04146Il materiale che vi ho indicato ovviamente costa leggermente di più rispetto a molti shop online o venditori su Ebay, ma la qualità, il materiale in più fornito (lettore sd, cavetteria, scheda SD) e il servizio clienti, vi faranno risparmiare un sacco di tempo e frustrazioni.

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Stampa 3D e mappe sensoriali per non vedenti.

Alcune delle tantissime potenzialità della stampa 3D a basso costo, esposte durante la 3 giorni all’ICPT, sono legate alle applicazioni per persone affette da disabilità visiva.

Sebbene alcuni musei e le amministrazioni pubbliche abbiano iniziato a installare delle mappe sensoriali (foto sotto), gli alti costi di realizzazione e le scarse risorse economiche, ne limitano la diffusione.

Mappa sensorialeInoltre, la recente tendenza dei musei di installare esposizioni temporanee, ne rende proibitiva la realizzazione.

Un’alternativa a basso costo ai pannelli in metallo, è rappresentata dalle mappe plastiche realizzate dalla stampanti 3D; i curatori delle mostre potranno realizzare dei percorsi specifici alla mostra ed eventualmente apportarne delle modifiche e dei miglioramenti anche durante l’esposizione.

Un esempio lo potete vedere in foto, dove Gaia Fior presenta un modello.

Mappa sensorialeUn’altra possibilità offerta è quella di riprodurre reperti protetti nelle teche espositive in modo da farli toccare con mano a tutti i visitatori, vedenti e non vedenti. Un esempio è questa riproduzione del teschio di un nostro antenato:

Teschio stampatoPer approfondimenti su quest’ultimo punto, ecco un video:

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Modellazione CAD per stampa 3D

Ho realizzato un breve videotutorial nel quale spiego quali sono le cose da tenere in considerazione quando vogliamo modellare un oggetto in grafica 3D, al fine della stampa.

Blender lo potete scaricare al seguente indirizzo:

www.blender.org

Per chi è alle prime armi con Blender, consiglio gli ottimi videotutorial di RedBaron85:

videotutorial

NetFabbStudio Basic:

Netfabb

Buona visione

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Bug su RepetierHost 0.85c per linux.

Premessa all’articolo:

Sistemi operativi utilizzati:

  • Linux Mint 12 con kernel 3.8.3-030803-generic
  • Linux Mint 14

con Mono aggiornato all’ultima versione disponibile in entrambi i sistemi.

Oggi ho provato l’ultima versione di RepetierHost per linux, la 0.85c, anche per testare le ultime novità di Slic3r 0.9.9.

Purtroppo ho riscontrato subito un bug che penso dipenda da Repetier. Il modello con cui ho fatto le prove, corretto con netfabb e senza presenza di errori, è il seguente:  modello.

Il problema consiste nell’errato slicing del nostro oggetto; come di consueto carico il file

Repetier 1

ma il G-Code generato di slic3r è il seguente:

Repetier 2È  facile vedere come sia stato generato un G-Code totalmente errato, come se ci fosse stata un estrusione della base, creando di fatto una specie di mattonella.

Per fugare un qualsiasi dubbio legato a Slic3r, ho ripetuto l’operazione generando il codice direttamente da questo, ed il risultato è il seguente:

Repetier 3Poi ho proceduto con la prova del nove, ed ho ripetuto l’operazione con RepetierHost 0.84, senza riscontrare errori.

Qualcun’altro ha avuto gli stessi problemi? Qualcuno può testare il modello con Repetir per windows?

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