Nostra stampante è una sfida a tutto il settore delle stampanti 3d per plastiche.

Non ci mancerà che tutti i produttori di stampanti 3d ci lavorano sopra per sostituire i filamenti con dei granuli. Sicuramente le stampanti 3d che vengono alimentati con dei filamenti sarà una tecnica transitoria. Bisogna prosi la domanda perché se si è in grado di trafilare la plastica in fili calibrati non si è in grado di deporre dei strati uno sopra l´altro come succede con le stampanti a filo. Fondere dei granuli per  tirare fili che nuovamente vengono fusi per il deposito  è una strada in più  ed equivale come se due persone su un tavolo usano il cellulare per parlare senza parlarsi direttamente.

Quandio i tecnici sono fissati a soluzioni errate

Probabilmente i costruttori di stampanti 3d per trascinare in avanti la plastica fluida sono fissati alle cloche  come vengono usate per le macchine a pressofusione. Mentre per le macchine a pressofusione la plastica fluida deve essere pressata a colpi nelle forme. In questo caso la coclea funge come stantuffo. Nella stampa a 3d  invece il flusso deve essere perfettamente continuo. E qui abbiamo il problema. La plastica fluida o pastosa è molto elastica e cambia in viscosità secondo i sbalzi di temperatura, anche se minimi.  Per regolare i giri della coclea si dovrebbe misurare la viscosità proprio nel foro dell´ ugello, tecnicamente impossibile. Parliamo della tecnica disponibile entro anno 2017. Non è che esistono tentativi di stampare direttamente con i granuli, però per avere una superficie da presentare si passa sopra con una fresa. Nostra superficie non ha niente da invidiare alle superficie fatte con la stampatrice a filo.

Nostra testata

A destra nella foto il contenitore in forma di una bottiglia. Il tappo da avvitare impedisce la fuoriuscita del gas argon. Nella parte inferiore del contenitore abbiamo un passaggio controllato per i granuli in modo che il livello del bagno della plastica fusa rimane costante per i granuli. La testata può essere riscaldata fino a 410 gradi C.

Altri inconvenienti delle stampanti a filo di cui non si parla.

Se le plastiche vengono fuse più di una volta, perdono di proprietà. Questo in generale, ci sono eccezioni come il PEEK. Siccome i fili per le stampanti vengono prodotti con  dei granuli, abbiamo una seconda fusione nelle testate delle stampanti a filo. Di questo inconveniente mal volentieri si parla.  La ragione per la quale nel commercio si trovano solo fili sottili  che  rallenta notevolmente la stampa. Sia per la pressofusione, sia per le stampanti 3 d  la plastica da fondere deve essere asciutta al massimo. Solo che  la plastica asciutta è talmente  rigida che difficilmente si lascia arrotolare sulle  bobine. Con diametri piccoli, al massimo 3 mm, è possibile.  A parte questo, più grosso è il filo più tempo ci vuole  per fonderlo fino in centro. Essendo limitati con il diametro del filo, si è anche limitati con il diametro dell´ugello.. Diametri da 1mm sono già di grandezza al limite. Noi invece possiamo usare anche ugelli oltre 5 mm di diametro, che equivale ad una superficie di passaggio 25 volte tanto.. Dire in generale di quanto nostra stampante è più veloce delle stampanti a filo non è possibile, troppi fattori sono in giuoco.  La corda di plastica fusa depositata nel nostro caso è solo leggermente più larga  e dipende dalla viscosità della plastica.  Se le plastiche sono caricate di fibre la corda depositata si allarga minimamente ed inoltre permettono corde più alte che vuol dire più velocità. Con fierezza  nella descrizione dei nostri campioni mettiamo il peso, tempo di stampo, larghezza ed altezza dei strati, e materiale usato. Franchezze del genere non sono usuali.

Nostra soluzione per la testata.

Lo spazio di fusione della nostra testata di stampa  assomiglia ad una pentola  da cucina ed in fondo  del vano di fusione al posto di una coclea tradizionale assiale gira una chiocciola piatta, la possiamo chiamare RADIALE . Infondo si tratta solo di un disco piatto con sotto inciso una pista paragonabile al @. Quando detta chiocciola incomincia a girare trascina la plastica fusa dall´esterno al centro dove si trova poi l´ugello. Il disco non deve coprire totalmente il fondo della pentola ma può aver misure notevolmente ridotte. Così si ha gioco sufficiente che la plastica è presa bene dalla chiocciola.

La chiocciola girante  mischia di continuo la plastica e non lasciare spazio vuoto. Quando la chiocciola gira, non solo trascina la plastica fusa verso  il centro, ma si crea una pressione che genera una forza verso l´alto e che tenta ad alzare la chiocciola.  Più la chiocciola si alza, più si diminuisce la forza verso l´alto.  Così si stabilisce secondo nostro brevetto un equilibrio ed una autoregolazione della pressione che così si mantiene costante e che si tramette fino all´uscita del ugello.  Non solo la velocità di giri della chiocciola può rimanere costante ma anche la tensione della molla che si oppone al alzare del disco con la pista inciso in forma di chiocciola.. Non serve una regolazione costante, abbiamo un´ autoregolazione. A secondo della viscosità la molla all´inizio viene tesa da un motorino passo a passo e rimane tesa senza cambiare tensione.  Così avviene un deposito esattamente uniforme  della plastica fusa. Quando la testata arriva alla fine della traccia depositata, la chiocciola gira al contrario, alla molla viene tolta la tensione  e co sì  si risucchia la plastica esubera senza trascinarsi dietro dei fili sottili. Detta operazione avviene talmente pulita, che non serve metterci mano tolto l´oggetto dalla piastra. Per dimostrazione del perfetto distacco e la ripartenza abbiamo un video: www.youtube.com/watch;

Il rumore che sentiamo deriva  dal tendere e rilasciare della molla. Esistono plastiche che fusi non devono essere in contatto con l´ossigeno dell´aria. Un leggero flusso di argon nel vano della fusione protegge  la plastica fusa ed inoltre, siccome l´argon viene fornito asciutto dà protezione dalla umidità.

(Kopie 1)

Una saldatura perfetta.

Nel metodo FDM convenzionale, il filo o le gocce vengono depositate  a caduta. Noi invece depositiamo con pressione e in questo modo possiamo a secondo della pressione regoliamo la larghezza dello strato. Più grande è l'ugello più energia abbiamo nel sistema e promuove enormemente la qualità delle saldature.

Pertanto, la nostra forza è la stampa di pezzi grandi e con plastiche rinforzate in breve tempo. Altre tecniche FDM sono ben lontane dalla nostra capacità.

                                               Nel pezzo sottostante abbiamo strappato una parte della parete e si evidenzia la perfetta saldatura.