Avete configurato la vostra stampante, avete eseguito molte stampe con successo, ma per qualche motivo lo strato superiore delle vostre stampe non ha un aspetto ottimale. Questo è un problema che molti utenti di stampanti 3D hanno affrontato.

Può essere fastidioso avere una stampa perfetta, fino alla fine, quando si verifica il pillowing, che si traduce in una superficie ruvida nella parte superiore delle stampe.

Per aiutare gli utenti, ho messo insieme una semplice guida per risolvere i problemi dello strato superiore (cuscino) con alcuni metodi semplici da provare subito.

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Che cos'è esattamente il pillowing?

Il pillowing è semplicemente un fenomeno che si verifica lasciando gli strati superiori delle stampe ruvidi, non chiusi, irregolari e sconnessi. Una vera e propria sofferenza, soprattutto dopo una lunga stampa.

Purtroppo non esiste un tipo di filamento o di stampante completamente immune dal pillowing, ma alcuni hanno meno probabilità di essere colpiti di altri.

Gli effetti del pillowing sono molto simili a quelli del warping, ma si verificano alla fine della stampa anziché all'inizio. Produce un disegno a forma di cuscino nella parte superiore, da cui il nome appropriato. Di solito colpisce le stampe che hanno una superficie superiore ampia e piatta.

La parte superiore di una stampa presenta un tipo di disegno ruvido e irregolare che rappresenta il riempimento direttamente sotto gli strati superiori.

Perché il cuscino si fa prima di tutto?

Le ragioni principali di questo fenomeno sono due:

1. Raffreddamento insufficiente - Il filamento si deforma dall'intaso verso l'ugello, poi si raffredda e provoca questo effetto, perché il materiale si stringe e si attacca all'intaso, ma si deforma sui vuoti sottostanti. Anche le ventole di raffreddamento del layer potrebbero avere un ruolo, se non sono abbastanza forti da portare il materiale alla temperatura corretta per evitare questo problema. Se la stampa è troppo veloce, il filamento si deforma.I materiali non hanno il tempo di raffreddarsi correttamente e producono gli stessi risultati.
2. Materiale di supporto insufficiente - Inoltre, se non si dispone di strati superiori sufficientemente solidi per le stampe, è più facile che si verifichi il pillowing.

In poche parole, il problema del pillowing è dovuto principalmente a impostazioni di stampa errate e a un raffreddamento inadeguato. Se volete una soluzione rapida per migliorare la qualità di stampa, procuratevi la ventola Noctua NF-A4, molto popolare.

Le stampe impostate con altezze di strato ridotte ne risentono maggiormente perché i materiali si deformano più facilmente quando c'è meno supporto sotto ogni strato.

Un'altra cosa da sapere è che i filamenti da 1,75 mm (standard della stampante) hanno maggiori probabilità di essere interessati rispetto ai filamenti da 2,85 mm.

I filamenti più morbidi, come il TPU, e quelli a temperatura più elevata, come l'ABS e il policarbonato, presentano maggiori problemi di rigonfiamento rispetto ai filamenti più duri, ma si tratta di problemi che possono essere risolti con alcuni metodi diversi.

Come risolvere i problemi di pillowing nelle stampe 3D

1. Aumentare lo spessore dello strato superiore

Anche se il pillowing è il risultato di un raffreddamento imperfetto, il problema deriva dall'aggiunta di una superficie superiore sottile.

Gli strati superiori di una stampa influenzano l'effetto cuscino. Più strati superiori ci sono, più possibilità ci sono che la stampante copra gli spazi vuoti.

Il problema è facilmente risolvibile.

La prima cosa da fare per evitare che gli strati superiori si riempiano di cuscini e si disperdano è aggiungere altri strati superiori alle stampe. Questo si può fare facilmente dalle impostazioni dello slicer, aumentando il valore di spessore superiore".

Ogni strato in più sulla stampa significa che ci sono più opportunità per lo strato di sciogliere l'eventuale effetto cuscino che si è verificato sotto di esso.

Consiglierei di avere uno spessore dello strato superiore che sia sei-otto volte l'altezza dello strato, che dovrebbe essere più che sufficiente per alleviare i problemi di cuscino che avete riscontrato.

Quindi, se si stampa un oggetto utilizzando un'altezza di strato di 0,1 mm, si dovrebbe avere uno spessore superiore/inferiore di 0,6-0,8 mm, in modo che la superficie superiore della stampa possa chiudersi ed evitare l'effetto di cedimento/ripiegamento.

Tenere presente, però, che se si hanno strati molto sottili, la stampa sarà più suscettibile di deformazioni e arricciamenti perché gli strati diventano più fragili. In questo caso, saranno necessari più strati nella parte superiore per chiudere correttamente la stampa.

Alcuni dicono di mantenere l'altezza totale dello strato superiore a circa 1 mm, quindi:

• Altezza strato di 0,1 mm - stampa di 9 strati superiori
• Altezza strato di 0,2 mm - stampa di 4 strati superiori
• Altezza strato di 0,3 mm - stampa di 3 strati superiori

Non è obbligatorio, ma se si vuole andare sul sicuro è una buona regola da seguire.

2. Aumentare la percentuale di densità di infill

L'aumento della percentuale di densità del riempimento ha un effetto simile a quello dell'aumento del numero di strati superiori.

Questo metodo contribuisce a dare agli strati superiori una maggiore superficie per essere supportato rendendo il prodotto più corposo e omogeneo, anziché ruvido e di bassa qualità.

Il pillowing si verifica a causa degli spazi vuoti tra il riempimento, ad esempio, se qualcosa è stato stampato ad una temperatura di 100% di densità di riempimento, non ci sarebbe alcuna possibilità di cuscinare perché non ci sono spazi vuoti al centro della stampa.

Quindi, riducendo queste lacune aumentando il riempimento sotto lo strato superiore, si riduce la possibilità che ciò accada.

Quando si stampano livelli di riempimento inferiori, come ad esempio 0%, 5%, 10% è più probabile che si notino gli effetti del cuscino. Dipende davvero dal tipo di design della vostra stampa, se avete un prodotto delicato e avete bisogno di un riempimento inferiore, volete compensare utilizzando un materiale più resistente.

Alcune stampanti sono più inclini al pillowing di altre, ma con il passare del tempo le stampanti si stanno sviluppando ad un ritmo elevato in termini di qualità.

Alcune stampe vengono stampate bene con un riempimento del 5%, mentre altre possono avere difficoltà.

Confrontando i due metodi sopra descritti, il metodo dello strato superiore di solito utilizza una quantità maggiore di filamento, ma a seconda della funzionalità del pezzo potrebbe essere un'idea migliore utilizzare il metodo di riempimento.

Alcuni utenti di stampanti 3D hanno riferito che una percentuale minima di riempimento del 12% dovrebbe reggere e ridurre il pillowing.

Il video qui sotto mostra la facilità di questi due metodi.

3. Ridurre la velocità della stampante

Un altro metodo che si può utilizzare è quello di ridurre la velocità di stampa per i livelli solidi superiori, in modo da dare ai livelli superiori più tempo per raffreddarsi prima che inizino a staccarsi. Quando gli strati hanno più tempo per raffreddarsi, il materiale ha il tempo di indurirsi e di acquisire maggiore sostegno e resistenza.

Non riduce necessariamente l'adesione dello strato, ma impedisce che le stampe si deformino, formando il cuscino superiore.

Potrebbero essere necessari un po' di tentativi ed errori, ma una volta ottenute le impostazioni corrette, sarà possibile stampare oggetti con successo.

Per quanto riguarda la qualità di stampa, in genere è necessario bilanciare i tempi di stampa complessivi con una qualità inferiore o superiore. Si tratta di un compromesso necessario, ma che mostra i suoi vantaggi quando le stampe sono finite.

Esistono metodi per ridurre i tempi di stampa e mantenere l'alta qualità desiderata, il che ci porta al metodo successivo.

4. Migliorare le ventole di raffreddamento

Un metodo richiede la modifica della stampante e prevede l'utilizzo di una ventola di raffreddamento.

Alcune stampanti sono già dotate di una ventola di raffreddamento dello strato, ma potrebbero non funzionare in modo sufficientemente efficiente per correggere i problemi di pillowing. Spesso le stampanti 3D sono dotate di componenti più economici per contenere i costi.

Una cosa che si può fare se si dispone già di una ventola di raffreddamento è stampare un condotto di raffreddamento a strati più efficiente, in cui il flusso d'aria sia diretto tutto intorno all'ugello o diretto specificamente al pezzo, piuttosto che al blocco del riscaldatore.

Se non funziona o se non ne avete una, la cosa migliore è acquistare una nuova ventola di raffreddamento a strati.

Esistono molti componenti di qualità superiore che possono essere utilizzati per svolgere il lavoro in modo molto più efficiente rispetto ai componenti standard.

Quando si parla di ventole di raffreddamento, la Noctua NF-A4 è una delle migliori in circolazione. I vantaggi di questa ventola di alta qualità sono le sue prestazioni di raffreddamento silenziose e di grande efficienza.

Si tratta di una ventola di raffreddamento che ha risparmiato agli utenti di stampanti 3D innumerevoli ore di lavoro su stampe non riuscite. Con questa ventola, i problemi di raffreddamento dovrebbero essere eliminati.

Il design aerodinamico offre un'eccellente scorrevolezza e un'incredibile durata nel tempo.

L'accensione della ventola è il primo passo ovvio, che a volte può essere fatto in alcuni programmi di slicer. Se non è possibile impostare la ventola nello slicer, è possibile modificare manualmente il codice G utilizzando il comando M106. Non dovrebbe essere necessario farlo nella maggior parte dei casi, ma non è troppo difficile da fare con una guida.

Se non vi sentite a vostro agio nell'installare una ventola di raffreddamento sulla vostra stampante 3D, potrebbe essere utile anche una semplice ventola da tavolo. Tuttavia, le ventole di raffreddamento possono soffiare l'aria fredda solo verso parti specifiche delle stampe e non dappertutto, come nel caso dei cuscini.

Tenere presente che, a seconda della ventola di cui si dispone, potrebbe non essere opportuno farla funzionare alla massima velocità. Alcuni materiali sono più sensibile alla deformazione e cuscini, quindi quando la pressione dell'aria della ventola soffia su una stampa, aumenta le possibilità di deformazione.

Il raffreddamento rapido esiste e può avere un effetto negativo sulla qualità delle stampe.

Con materiali come il nylon, l'ABS e l'HIPS è preferibile una bassa velocità della ventola.

Se la plastica non si raffredda a sufficienza, il materiale si blocca o si arriccia nelle aree in cui si trovano le linee di riempimento, creando una superficie irregolare che costituisce un problema per lo strato successivo che vi si sovrappone. In questo modo si ottiene una superficie superiore ruvida e irregolare.

5. Abbassare la temperatura di stampa

In alcuni casi, l'abbassamento della temperatura di stampa può essere d'aiuto per la natura del problema, ma può causare più problemi di quanti ne risolva, quindi non è una soluzione da adottare subito. Potrebbe far sì che le stampe inizino a non estrudere.

Prima di tirare fuori questo metodo, proverei sicuramente i metodi precedenti. I materiali hanno di solito un intervallo di temperatura per stampare con la migliore qualità, quindi una volta trovata la temperatura perfetta per la propria configurazione, di solito non si vuole cambiare.

A seconda del materiale utilizzato per la stampa, alcuni hanno problemi di raffreddamento, come i filamenti ad alta temperatura. Si può evitare di dover giocare con le impostazioni di temperatura per evitare il pillowing se si implementano gli altri metodi con maggiore intensità.

Questo metodo funziona meglio con i materiali ad alta temperatura, perché richiedono più tempo per raffreddarsi e raggiungere uno stato più solido.

Le forti variazioni di temperatura di questi materiali durante l'estrusione sulla superficie di costruzione ne aumentano la probabilità di deformazione.

Abbassando la temperatura dell'estremità calda dell'ugello per gli strati superiori, si previene efficacemente la formazione di cuscini, in quanto si combatte direttamente il problema. Con questi materiali si consiglia di far funzionare la ventola di raffreddamento a una potenza elevata per favorire il raffreddamento.

L'obiettivo è raffreddare il filamento estruso il più rapidamente possibile, in modo che possa posizionarsi correttamente nella posizione prevista e non si afflosci negli spazi tra i riempimenti.

Se avete seguito queste soluzioni, il problema del pillowing dovrebbe essere un ricordo del passato. La soluzione migliore è una combinazione di queste soluzioni, quindi una volta che le avete adottate, potete sperare di ottenere strati superiori lisci e stampe di alta qualità.

Come ottenere uno strato superiore liscio nelle stampe 3D

Il modo migliore per ottenere uno strato superiore liscio nelle stampe 3D è attivare la stiratura in Slicer, un'impostazione che comanda all'ugello di passare sullo strato superiore della stampa e di levigare lo strato superiore, seguendo un percorso che si può inserire nelle impostazioni.

Guardate il video qui sotto di The 3D Print General che illustra le impostazioni di stiratura. Funzionano molto bene per le stampe 3D con superfici piatte, ma non per gli oggetti rotondi come le statuette.

Le migliori impostazioni di stiratura Cura per gli strati superiori

Flusso di stiratura

L'impostazione predefinita di Cura per il flusso di stiratura è impostata al 10%, ma è consigliabile aumentarla al 15% per ottenere una qualità migliore. È possibile che si debba procedere per tentativi con alcuni di questi valori per ottenere i livelli superiori desiderati, quindi è necessario bilanciare il flusso di stiratura con la velocità di stiratura.

Velocità di stiratura

L'impostazione predefinita di Cura per la velocità di stiratura è 16,6667 mm/s, ma è consigliabile aumentarla fino a 90 mm/s o oltre 70. Questo dipende dal modello di stiratura utilizzato, poiché l'uso di questa velocità per un modello come Concentric non porterà i migliori risultati, ma per Zig Zag funziona bene.

Il motivo concentrico ha ottenuto risultati migliori utilizzando una velocità di stiratura di circa 30 mm/s.

Spaziatura delle linee di stiratura

L'impostazione predefinita di Cura per la spaziatura delle linee di stiratura è di 0,1 mm, ma è possibile ottenere risultati migliori facendo delle prove. Un valore di 0,2 mm regolando o aumentando il flusso di stiratura e la velocità di stiratura può dare risultati sorprendenti.

Se si utilizza una distanza tra le linee di ferro più spessa, di solito si ottengono risultati migliori con un flusso di stiratura e una velocità di stiratura più elevati.

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