Come scegliere una stampante 3D

Come scegliere una stampante 3D

State pensando anche voi di diventare utenti della Stampa 3D? Benissimo, allora benvenuti nel nuovo mondo della produttività autonoma! Le soddisfazioni che avrete dal vostro investimento saranno molte, sin da quando vedrete per la prima volta un oggetto che nasce dal nulla sotto i vostri occhi. Ma qual’è la macchina che può fare al caso vostro? E quali sono gli elementi da mettere sul piatto della bilancia per poter operare una scelta? Benchè ancora giovane, il mercato delle stampanti 3D domestiche comincia a pullulare di marchi, modelli e tecniche. Prima di perdersi nel mare di sigle e tecnicismi, facciamo un pò di luce su quali dei molteplici aspetti conviene focalizzare la nostra attenzione per scegliere opportunamente la macchina che vi condurrà nel futuro tecnologico.

Oggi come oggi, dotarsi di una stampante 3D non è più un’impresa mastodontica come poteva essere già pochissimi anni fa, complice senz’altro il boom di interesse che questa tecnologia sta costantemente generando.
Certo, non siamo ancora ai livelli in cui si va al negozio dietro casa e si trova un’ampia rosa di scelte disponibili, ma sicuramente sta diventando un prodotto sempre più abbordabile.
Una logica simile a quanto poteva accadere più o meno 25 anni fa con il cellulare, quando in giro se ne vedevano pochi e quelli disponibili erano più dei “citofoni portatili” che dei telefoni.
Ma quando una tecnologia piace, e la Stampa 3D lo sta dimostrando ampiamente, diventa via via sempre più appetibile ed il time-to-market ed i tempi della grande distribuzione si accorciano.

Volendo quindi entrare nel mondo della stampa 3D, oggi le possibilità sono diverse. Possiamo decidere se acquistarla “chiavi in mano”. Possiamo divertirci (o dannarci) acquistando un kit e montandosela da soli. C’è un crescente numero di siti web su cui acquistare direttamente i singoli componenti di una macchina e poi assemblarli seguendo un qualche tutorial in Rete; e, per i più intraprendenti ed attrezzati, si trovano on-line vari wiki che, in pieno stile Open Source, mettono interamente a disposizione il progetto di una data macchina, dall’ingranaggio alla scheda elettronica di controllo.

In questa pletora di alternative, una domanda interessante da porsi diventa quindi: quali sono i principali criteri per la scelta di una stampante 3D? E soprattutto, tali criteri hanno per tutti lo stesso peso?

In questo articolo cercheremo di capire insieme quali di questi vanno per la maggiore tra le utenze domestiche (ovviamente per quelle industriali si tiene conto di fattori spesso radicalmente diversi).
Inoltre, per toccare con mano come questi aspetti vengono implementati operativamente, vedremo da vicino alcuni modelli di macchine tratti sia dal mondo Open Source sia da quello proprietario e metteremo a confronto le features di ognuno di essi.

Definire i parametri

Così come nella realtà non esiste la Macchina di Turing, ovvero quel dispositivo concettuale in grado di risolvere ogni problema computazionale, così non esiste la “stampante 3D di Turing” che, semplicemente spingendo un tasto, possa riprodurre fedelmente tutto quello che avete in testa.
Sembra ovvio e scontato ma occorre sempre definire prima del suo acquisto (o realizzazione) quali sono le proprie esigenze, in breve cosa vi aspettate dalla vostra futura macchina.
Senz’altro le stampanti 3D domestiche offrono meno gradi di libertà all’utente rispetto a quelle industriali, non fosse altro che per un set di materiali di stampa più ridotto. Tuttavia, non per questo gli aspetti da considerare sono pochi: facendo opportunamente del tuning su vari parametri, possiamo ottenere una macchina in grado di darci molte soddisfazioni.

Vediamoli:

  • materiali supportati: la stampa 3D domestica oggi è principalmente focalizzata sulla tecnica a fusione di filamento, sia per l’abbordabilità delle macchine FFF sia per la reperibilità e la semplicità di lavorazione dei materiali che possono essere sciolti a temperature non elevate (sebbene comincino a presentarsi sul mercato consumer i primi modelli stereolitografici che lavorano con resine liquide). Vien da sè che la scelta è principalmente ristretta ai più diffusi materiali di tipo plastico, il PLA e l’ABS. Decidere se fermarsi al primo o voler utilizzare anche il secondo influenza sicuramente una parte dell’HW della macchina. Infatti, a differenza del meno “capriccioso” PLA, la chimica dell’ABS soffre maggiormente gli sbalzi termici post-deposizione del materiale fuso, con il rischio del distacco in fase di stampa dell’intero oggetto stampato dal piatto. Per stampare in ABS è dunque NECESSARIO avere un piatto di stampa riscaldato e, di conseguenza, un’apposita sezione di potenza con relativa elettronica di controllo. Ci sono poi materiali che sono stati resi “stampabili” a seguito di processi di polimerizzazione con opportune resine. Abbiamo ad esempio filamenti di fibra di legno, di ceramica, di nylon. Sebbene per questi materiali non ci siano restrizioni particolari come nel caso dell’ABS, è bene comunque dare un’occhiata alle loro caratteristiche operative prima di dare per scontata la loro “lavorabilità”.
  • volume di stampa: è la dimensione del massimo oggetto stampabile dalla macchina. Teoricamente coincide con il volume dato dall’area del piatto di stampa moltiplicato per l’escursione lungo l’asse Z dell’estrusore, ma in realtà dipende sempre dall’effettiva corsa dell’ugello dell’estrusore lungo i 3 assi X, Y e Z. Un’utile metodo per capire se il volume di stampa è effettivamente quello presentato nominalmente per una data macchina è provare a realizzare un thin wall test ovvero stampare un cubo (o un parallelepipedo) vuoto delle massime dimensioni raggiungibili e vedere quanto esse si discostano dai valori di targa.
  • velocità di stampa: la velocità con cui solitamente si esprime la lunghezza di materiale aggiunto dalla macchina nel tempo. Di solito è espressa in mm/s. Nel caso delle stampanti FFF è chiaramente una misura lineare del filamento depositato nell’unità di tempo, mentre nel caso di tecniche come la stereolitografia, si tratta della lunghezza dello strato di materiale solidificato a partire dalla resina liquida (sempre nell’unità di tempo). È un parametro la cui importanza è relativa soprattutto al contesto in cui si opera: le macchine del mercato consumer o prosumer, come le stampanti domestiche o quelle impiegate in piccoli laboratori, sono orientate principalmente alla prototipazione, pertanto la realizzazione di un oggetto in tempi estremamente rapidi può non essere un aspetto fondamentale. Daltro canto, macchine industriali orientate alla produzione in serie di oggetti mal tollererebbero una bassa velocità di stampa. Naturalmente, la qualità di un oggetto stampato rischia di decrescere man mano che aumenta la velocità di stampa.
  • risoluzione di stampa: potremmo definirla come il grado di precisione ottenibile per un dato oggetto in fase di stampa. Dipende da vari fattori sia HW sia SW, come ad esempio il diametro dell’ugello dell’estrusore (nel caso di stampanti FFF), la misura dei microstep da parte dei motori lungo i vari assi di spostamento e lo spessore dei singoli layer di materiale aggiunto. L’aspetto che caratterizza meglio il concetto di risoluzione appare dunque come la continuità nei tratti dell’oggetto stampato: ogni tecnica di stampa persegue tale precisione in un modo diverso, ma è certo che questo aspetto risulta in generale decisamente importante. Chi comprerebbe una macchina produttiva sapendo che essa sforna prodotti molto “approssimati”?
  • lavorazione multi-materiale: La capacità di una macchina di stampare contemporaneamente con diverse istanze di un dato materiale (ad esempio due filamenti di ABS di colore diverso) o addirittura con materiali diversi. Mentre il secondo caso al momento risulta più raro nel mercato domestico (escludendo il mix ABS-PLA), il primo è già una realtà che spesso fà gola: avere ad esempio un doppio estrusore con cui caricare contemporaneamente due bobine di colore diverso permette di evitare di dover fermare un job di stampa per cambiare bobina, nel caso di stampa a più colori e macchina a singolo estrusore. Aspetto non indispensabile, ma di certo che ottimizza i tempi di stampa nel caso di lavori particolari.
  • elettronica di controllo: una scheda di controllo vincente o ha tutto l’occorrente necessario per svolgere al meglio il proprio lavoro oppure presenta quel grado di espandibilità HW/FW che le consente di rispondere al meglio alle nuove esigenze. Entrambi i casi non possono risultare soddisfacenti in modo assoluto, tuttavia una buona elettronica cerca di puntare ad una via di mezzo tra di essi. Espandibilità HW, disponibilità di aggiornamenti firmware, connettività in rete oltre che diretta ad un dispositivo di controllo (ad es. un PC), capacità di controllo autonomo dei job di stampa, supporto per memorie estraibili ed espandibili come quelle su SD card, sono tutti aspetti che le odierne schede cercano di non farsi mancare. Il trend del futuro sarà dotare la scheda di processori che possano supportare la presenza di sistema operativo, al fine di far diventare le stampanti 3D dei “computer manifatturieri” e farle entrare nel mondo dell’Internet of Things.
  • ingombro ed aspetto della stampante: una stampante 3D deve essere grande, per poter stampare oggetti grandi, o piccola, per non occupare troppo spazio? Deve essere “grezza” purché funzionale o bella al punto da diventare essa stessa un oggetto di tecno-arredamento della casa? Qui entriamo nel vivo di criteri di scelta altamente soggettivi e non è infrequente sentire opinioni contrastanti. Senz’altro possiamo dire che si tratta di un aspetto non sottovalutato nella scelta di questa o quella macchina. Una cosa comunque da tenere a mente è che le due facce di questa medaglia non sono necessariamente in contrasto tra loro: nel seguito dell’articolo vedremo come una macchina performante possa essere anche bella da vedere.
  • business model, costo ed assistenza post-vendita: Nel giovane mercato della stampa 3D domestica, la differenza che appare più evidente tra mondo proprietario ed Open Source è probabilmente nel modo in cui viene venduto il prodotto all’utente finale. A livello di hardware, mentre il primo predilige macchine già montate, calibrate e pronte per la partenza, il secondo ricorre spesso al kit di montaggio, che per quanto risulti più scomodo dell’avere un prodotto chiavi in mano fà senz’altro comprendere meglio cosa avviene nei meandri meccanici ed elettronici del dispositivo. Naturalmente non è l’unica forma di presentazione commerciale, dal momento che diverse aziende forniscono stampanti Open Source già montate e corredate del progetto costruttivo. Certo, ricorrere ad un kit di montaggio riduce i costi per l’utente finale, che tuttavia si aggirano in media sui 500 €. Ad ogni modo si può abbattere ulteriormente il prezzo dell’intera macchina acquistando o realizzando singolarmente i componenti (ad esempio stampando quelli plastici tramite la stampante di un amico e lavorando quelli metallici in un’officina o un FabLab): il tutto grazie alla presenza in Rete di un buon numero di progetti Open Source (soprattutto dal mondo RepRap). Sul piano del software/firmware, il confronto tra i due mondi è quello solito a cui siamo abituati, boundle di programmi integrati per l’intero processo di stampa nel caso del mondo proprietario e toolchain di strumenti per la lavorazione delle singole fasi che portano dal modello digitale al pezzo fisico. Un aspetto che può risultare più fastidioso è che a volte, nel caso di macchine proprietarie, il formato dei file da dare direttamente in pasto alla stampante non è il classico G-CODE (standard aperto) ma formati chiusi, e questo di certo non favorisce l’interoperabilità tra macchine diverse. In ultima analisi, l’assistenza: diretta, veloce e “dedicata” nel caso di macchine proprietarie, spesso via forum, blog e social networks nel caso di dispositivi Open Source. Insomma, lo scenario solito.

Naturalmente i parametri su cui basare la scelta di una stampante 3D non si fermano qui. Quelli sopra esposti non hanno nè pretese di esclusività nè di esaustività: tuttavia possono essere considerati un riferimento abbastanza consolidato per chi vuole approcciare alla Stampa 3D senza esigenze altamente specifiche.

Via al confronto!

Di seguito andremo a presentare cinque modelli di stampante 3D in commercio. Prima di affrontarli singolarmente, una nota è d’obbligo: non sono stati scelti né i modelli più performanti né i più trendy o i più venduti. Si è piuttosto pensato di presentare, nell’ambito delle tecniche di lavorazione citate, delle macchine che spiccassero per uno o più aspetti, non necessariamente prestazionali.

 

Dalla Repubblica Ceca con amore: la Prusa i3

Gli americani saranno anche gli innovatori per eccellenza ma il vecchio continente continua pur sempre a rappresentare un loro importante pilastro di sostegno. Non solo il progetto RepRap è nato ad opera di un britannico ma uno dei nomi più noti del mondo Open Source nella Stampa 3D è il ceco Josef Prusa, accademico, maker e padre di una delle RepRap più apprezzate al mondo, la Prusa i3.
La Iteration 3, questo il nome per esteso, ha sistemato i bug dei due modelli che l’hanno preceduta, portando a rappresentare per molti lo stato dell’arte tra le macchine RepRap (sebbene questa non sia una tesi accettata all’unanimità: alcuni dei puristi del mondo Open Source affermano che la Mendelmax 2.0 abbia a sua volta ottimizzato e stabilizzato ulteriormente la meccanica di questo tipo di macchine, ed altri esempi ancora potrebbero essere citati).

Image credits: RepRap project

Si tratta di una stampante in pieno stile RepRap, che mostra apertamente il suo scheletro metallico e lascia in vista anche la scheda elettronica di controllo ed i cablaggi. Niente design da arredo, è una macchina da officina più che di abbellimento degli interni di una casa (certo, a meno che non siate dei makers veraci che vedono nella “nuda meccanica” una forma d’arte…). Insomma, un dispositivo che fa esattamente quello che deve fare, senza troppi fronzoli.
L’ampio montante unico ad “U” chiude l’era di quando le precedenti macchine Prusa (Prusa Mendel e Prusa Mendel Iteration 2) avevano un’intelaiatura metallica che dal basamento andava a raccordarsi verso la trave orizzontale superiore tramite barre chiuse a triangolo, come si vede spesso nelle immagini rappresentative della iniziale filosofia RepRap. Una scelta che, a detta dell’autore e di altri makers, renderebbe meno soggetta a giochi e, di rimando, più stabile l’intera struttura della macchina.

Sempre rimamendo sul piano della meccanica strutturale, il wiki ufficiale del progetto suggerisce due best-practices realizzative del telaio: il Single Sheet Frame ed il Box Style Frame, rispettivamente l’adozione di un montante proveniente da un unico strato di materiale (in genere metallico) e dunque come se fosse per l’appunto un foglio, ed una struttura scatolare che attornia il montante e che fornisce dunque ulteriori supporti alla macchina oltre a quelli dati da motori e montante verticale.

Image credits: RepRap project

 

Image credits: RepRap project

 

A mio personale avviso, volendo trovare un difetto in questa ultima “iterazione” della Prusa, adottando i montanti in questo modo (Box o Sheet), probabilmente si riducono le parti stampabili della stampante stessa, visto che l’abbandono di una struttura a barre metalliche tenute da giunti in plastica comporta l’adottare maggiormente legno o metallo per il frame. E in teoria questo sembrerebbe contravvenire parzialmente alla filosofia della autoreplicabilità. Ma in fondo restano comunque una serie di elementi autoriproducibili che anzi, mi permetto di consigliarlo, è bene sempre stamparsi fintanto che la propria macchina è funzionante (dopo sarebbe un problema…).

Image credits: RepRap project

Sul piano della dinamica, oltre a quelli per gli altri assi restano i doppi motori stepper NEMA 17 per il movimento lungo l’asse Z, come nelle precedenti versioni e come in molti altri dispositivi RepRap. Una scelta non accolta all’unanimità dalla comunità di fabbricatori 3D: da un lato c’è infatti chi esalta questo aspetto, come forma di guida maggiormente assistita nella corsa verticale del blocco estrusore; dall’altro c’è invece chi considera l’impiego contemporaneo di due motori un possibile punto di failure dell’intera macchina, dal momento che i loro movimenti devono essere sempre altamente sincronizzati, pena la corsa non perfettamente parallela del carrello (benchè comunque i due motori in questione siano connessi in parallelo allo stesso stepper driver).

La velocità di stampa, parametro considerato spesso tra i primi indici prestazionali di una stampante 3D, è buona ma non esagerata: 100 mm di materiale depositabile al secondo. Naturalmente possiamo spingerla oltre (tale parametro è impostabile via SW), ma la qualità dell’oggetto stampato può esserne inficiata. Tuttavia, per una macchina hobbystica, tale aspetto può non risultare fondamentale (cosa ben diversa nelle macchine professionali destinate alla produzione, dove qualità e velocità devono necessariamente andare “a braccetto”).

Quanto all’elettronica, nelle indicazioni ufficiali sul progetto si afferma che quasi ogni controller del mondo RepRap riesce a lavorare bene con questa stampante. Dunque RAMPS, Megatronics, Sanguinololu, Generetion 7, RADDS, tanto per citarne alcuni. L’importante è che siano supportati i drivers per i motori, i termistori e le sezioni di riscaldamento sia per l’estrusore (utilizzabili sia Bowden che Wade) che per il piatto riscaldato.

Qualche numero:
– volume di stampa senz’altro ampio per una stampante consumer, con massimo 20 cm lungo ogni asse;
– diametro ugello di uscita dell’estrusore (nozzle): 0,4 mm,
– spessore minimo ottenibile su un layer: 0,1 mm;
– massima velocità di stampa (consigliata): 100 mm/s;
– massimo consumo energetico: 240 W.

 

Giudizio dello scrivente

Nel complesso, una Signora macchina, funzionale, performante, adattabile ed espandibile. E di cui si trova ogni dettaglio realizzativo in rete, facendone dunque una stampante a costo potenzialmente basso. Adatta ad un pubblico senza esigenze estreme, che vuole entrare in contatto con il mondo della Stampa 3D “sporcandosi le mani”. Per quelli che “non voglio saperne nulla, basta che funziona, semmai chiamo l’help desk”, consiglio di orientarsi su altro.

Volete vederla all’opera? Ecco un video dimostrativo

.

 

Tira e molla robotizzato: la Rostock Mini

Secondo le leggi della Robotica (più quella scientifica che non quella di Asimov), una stampante 3D è di fatto un robot e probabilmente nessuna macchina attualmente presente sul mercato rende bene questo concetto quanto la Rostock 3D Printer, che vedremo di seguito nella sua versione Mini.
La macchina in questione è una particolare forma di delta robot, riadattata per agire come una stampante 3D a fusione di filamento. Ciò si ottiene utilizzando come end effector (ovvero come utensile collegato ai bracci meccanici) un estrusore per filamento plastico.
Si tratta sostanzialmente di un cilindro sviluppato in altezza, con 3 bracci meccanici vincolati alla struttura portante che, tramite tiranti a cinghia motorizzati, “manipolano” una piccola base sospesa su cui è alloggiato l’estrusore.

Image credits: RepRap project

 

Parlando di estrusore, uno dei più utilizzati su questa macchina sembra essere di tipo Bowden. Il motivo risiede nel fatto che, a differenza di un estrusore diretto come potrebbe essere il Wade, il primo evita di sovraccaricare l’hot-end anche del peso del dispositivo di trazione del filamento (dunque motore e relativi ingranaggi). Mantenere l’end effector leggero è un aspetto molto importante per un delta robot, dal momento che uno dei punti di forza di questo genere di macchine è la velocità: più la base con l’estrusore è leggera, più i bracci meccanici, legati ad essa da cardani, possono operare movimenti rapidi.

Image credits: RepRap forum

 

Non a caso, i delta robot sono stati una scelta vincente nell’ambito industriale tra le macchine pick and place per lo spostamento ed il posizionamento di componenti su di una base, campo dove la velocità è essenziale (le prestazioni si misurano in ppm, “picks per minute”).
Il movimento dei bracci meccanici avviene attraverso delle cinghie dentate (in alcune varianti si usano corde) collegate all’albero dei motori NEMA: di volta in volta vengono tirati e rilasciati, portando ad un caratteristico “tira e molla” meccanico.
Nonostante la Rostock Mini si presenti ben diversa rispetto alle classiche stampanti 3D RepRap a cui siamo abituati, di fatto essa aderisce pienamente a questa filosofia: i pezzi di sostegno, i giunti, i cardani e molti altri elementi sono tutti stampabili e l’autore dell’intera macchina, Brian Evans, ha già reso disponibili tutti i files .stl che compongono il kit di montaggio.

Image credits: Thingiverse

 

Anche l’elettronica di controllo inseribile a bordo è quella classica delle macchine RepRap, con molte delle schede già viste per la Prusa i3 compatibili con la struttura ed il funzionamento di questa macchina.
Come per la Prusa i3, è previsto un piatto di stampa riscaldato per poter effettuare stampe con materiali ostici e sensibili agli sbalzi termici come l’ABS. Ma, del resto, anche questo è un aspetto comune dei dispositivi RepRap, che risultano più o meno sempre espandibili con varie features HW.
In questo articolo abbiamo analizzato la versione Mini di tale macchina, ma va comunque detto che di varianti alla “matriarca” Rostock (ideata dall’ingegnere tedesco Johann C. Rocholl) ce ne sono molte e di svariate dimensioni. In effetti, in questo caso si è fatto l’inverso di quanto succede di solito: si è “guardato in piccolo”, ovvero si sono semplicemente ridotte le dimensioni della macchina principale di riferimento, mantenendo inalterata la forma e portando quindi questo robot anche al di là del solo ambito industriale.

 

Giudizio dello scrivente

Una stampante che punta sulla velocità; è inoltre espandibile ed è soprattutto indicata per la produzione di oggetti che si sviluppano maggiormente in altezza. Adatta ad un pubblico simile a quello della macchina precedentemente analizzata ma che, rispetto a questa, vuole vedere in azione un robot piuttosto che una stampante classica. Quanto alle controindicazioni, vale quanto detto per la Prusa i3.

Volete vederla all’opera? Ecco un video dimostrativo

 

Eleganza e potenza: la MakerBot Replicator 5th Gen

Parlare di Makerbot nel campo della stampa 3D è un po’ come parlare di BMW nel campo automotive. Di certo non prodotti esenti dai difetti ma senz’altro macchine che per solidità, potenza, affidabilità e supporto sono tra le top di gamma nel mercato prosumer (proprietario).
La Replicator 5th Gen è uno degli ultimi gioiellini di Bre Pettis, il noto e stravagante maker americano che da divulgatore di elettronica “popolare” su YouTube è diventato in pochi anni CEO di uno dei marchi più ambiti del settore, per l’appunto Makerbot.

Image credits: Makerbot

 

La macchina di cui stiamo parlando non ha proprio più nulla, almeno esteriormente, delle “grezze” CupCake con cui Pettis si è lanciato qualche anno fa nella stampa 3D.

Image credits: Darknrgy

 

Questa è una stampante elegante, che esalta la sua struttura interna con giochi di luce azzurra e riflessi rossastri, oltre alla sobrietà del materiale dall’effetto satinato utilizzato per lo chassis. L’alloggiamento per la bobina di filamento si trova nascosta internamente ad una calotta retrattile, così come retrattile è il piatto di stampa, in vetro, il cui movimento in fase di stampa è discendente lungo l’asse Z.
Rimanendo sempre sul piatto di stampa, esso è dotato di un sistema di livellamento che fornisce un feedback di calibrazione in tempo reale visualizzabile sul display LCD.
L’estrusore di cui dispone la Replicator è una vera “chicca” Makerbot: si tratta di uno “smart extruder”, ovvero un estrusore con elettronica incorporata che rileva l’assenza di filamento ed invia un feedback al software di controllo. Una caratteristica che può senz’altro tornare utile in caso di lunghe stampe senza un continuo controllo umano.

Image credits: Makerbot

Le dimensioni del volume di stampa sono generose ma non troppo, con 25,2 x 19,9 x 15 cm su X, Y e Z. Il minimo spessore ottenibile sul singolo layer è di 100 micron, mentre la precisione di movimento sugli assi si attesta sugli 11, 11 e 2,5 micron (sempre X, Y e Z, rispettivamente). La casa produttrice non fornisce dati ufficiali sulla velocità di stampa.
Manca uno slot per SD card, ma dal momento che questa macchina ha connettività USB (penna e cavo), Ethernet e Wi-Fi (quest’ultima non ancora implementata nel firmware della macchina) la sua assenza non si fà rimpiangere più di tanto.
Una simpatica quanto a volte utile caratteristica è la presenza a bordo di una webcam, che permette la cattura ed il caricamento di stampe in corso o appena terminate direttamente dalla macchina sui propri social network preferiti.
Non essendo presente un piatto riscaldato, la stampa in ABS risulta di fatto inibita: il PLA è l’unico materiale (ufficialmente) supportato.
L’interazione diretta con l’utente è affidata ad un ampio display LCD (da 3,5 “) a colori. Tuttavia, tramite l’app per smartphone/tablet “Makerbot Mobile” è anche possibile controllore interamente un processo di stampa dal proprio dispositivo mobile.

Image credits: Makerbot

Chiaramente si tratta di una macchina proprietaria, di conseguenza il grosso dei dettagli meccanici, elettronici e sul software/firmware sono occultati: tuttavia, a differenza di altre realtà sul mercato, non ci troviamo di fronte ad un dispositivo dalla filosofia completamente “blindata”. È possibile ad esempio lavorare con formati di file standard e non solo quelli proprietari della Makerbot, come anche utilizzare software esterni per lo slicing dei modelli 3D, come Skeinforge e Slic3r.

 

Giudizio dello scrivente

Un’ottima macchina, prestante, elegante e ricca di adds-on tecnologici, non indispensabili alla stampa di per sé ma comunque utili. Adatta a chi vuole una stampante matura e, al contempo, un solido customer care dietro. Il prezzo non è popolare, 2899 $: se il vostro target è solo la stampa di qualche gadget e non vi sentite abbastanza “coraggiosi” da assemblarvi una stampante da soli, sul mercato ci sono altre macchine che potreste prendere in considerazione.

Volete vederla all’opera? Ecco un video dimostrativo

 

Design tecnologico o Tecnologia di design? La 3D Systems Cube 3

La Cube 3, prodotta dal colosso della stampa industriale 3D Systems nella sua linea Cubify, rappresenta la “prova vivente” (o, meglio, funzionante) che una stampante 3D può non essere destinata solo ed esclusivamente ad ambienti tecnici. Anzi, azzarderei la previsione che in un prossimo futuro un simile dispositivo lo si possa trovare nella showroom di qualche noto mobilificio, magari a valorizzare un bel mobile in vendita.

Image credits: 3DS Cubify

In questo caso, il limite tra la macchina tecnologica e l’oggetto di arredamento è molto sottile, dal momento che non stiamo parlando di un dispositivo solamente bello a vedersi ma anche decisamente hi-tech.
Come il nome stesso comunica, la Cube 3 appare effettivamente come un cubo, cosa che sembra scontata ma che segna un cambio di rotta rispetto alle versioni precedenti della stessa stampante, anch’esse comunque di design.
Se cercate un qualche punto scoperto a mostrare il cuore tecnologico della macchina, non lo troverete: è tutto altamente integrato all’interno dell’elegante chassis; dalla meccanica all’elettronica, passando per le gli alloggiamenti delle due bobine di filamento (ebbene si, è una macchina dual-extruder) e per il display grafico a colori touchscreen.

Image credits: Tom’s Guide

A detta del produttore, questa è una stampante certificata “kid-safe”, probabilmente proprio per l’assenza di parti meccaniche esposte, dunque potenzialmente pericolose per i più piccoli. Ma anche per la semplicità di utilizzo dell’intero sistema, che promette di essere già utilizzabile dagli 8 anni in su.
Oltre il design e la semplicità di utilizzo, ci sono diversi punti di forza di questa macchina: il piatto di stampa auto-livellante, così da rendere trasparente all’utente finale almeno una parte del processo di calibrazione del dispositivo; la connettività Wi-Fi per la gestione remota, oltre che dal PC anche comodamente dal proprio smartphone grazie alla relativa app per iOS, Android e Windows Phone; il doppio estrusore per l’interlacciamento di colori e materiali.

Image credits: Bonjour Life

Sempre il produttore riporta una la velocità di stampa degna di nota, benché non specificata in modo diretto tra le specifiche tecniche; possiamo solo farci un’idea per via indiretta, dal momento che il minimo spessore di un layer ottenibile è di 70 micron nel cosiddetto “fast mode” e di 200 normalmente (aumenta in questo modo la velocità di oltre un fattore 2x, il che farebbe tuttavia pensare ad un effettivo vantaggio nel caso di stampe con pochi layer).
A livello di meccanica, ciò che è immediatamente visibile rispetto alle stampanti Open Source presentate è il piatto di stampa che “cala” dall’alto: probabilmente una scelta che va a premiare l’efficienza totale dell’intera macchina, visto che nel movimento lungo l’asse Z non si deve tirare su l’estrusore (e quindi il suo duplice blocco, pesante). Si presenta in un elegante vetro satinato ed è riscaldato, il che, anche in questo caso, permette l’utilizzo di ABS.
Parlando dei punti deboli, le dimensioni del volume di stampa non sono particolarmente generose: abbiamo un massimo di 15,25 cm per ogni asse. Inoltre non sembra sia presente lo slot per una memoria esterna SD.
Da prodotto proprietario, non è possibile dire molto sull’elettronica di controllo; inoltre anche l’ambiente software con cui si opera sembra particolarmente chiuso, sia nei parametri di stampa impostabili (che per chi non è smanettone magari va più che bene) sia nel formato file in output dal processo di elaborazione del modello 3D (non viene prodotto il classico .gcode ma un formato proprietario denominato .CUBE non utilizzabile su altre macchine).

 

Giudizio dello scrivente

Gusto e tecnologia riunite sotto un unico tetto, anzi dentro un unico cubo. Una macchina del genere magari non stamperà oggetti particolarmente voluminosi ma la sua versatilità di posizionamento in casa e la facilità di utilizzo la rendono senz’altro una scelta interessante. Il prezzo non è eccessivo, siamo sui 1000 $, ma certamente neanche economico. Se vi interessano le prestazioni senza compromessi, troverete di meglio: se siete dei techno-dandy, la apprezzerete.

Volete vederla all’opera? Ecco un video dimostrativo

 

La classe non è acqua: la Form1

Un fenomeno di grande successo mediatico nell’ “ecosistema” di KickStarter, la nota piattaforma di crowdfunding americana, è stato il progetto Form1 della startup FormLabs.

Image credits: 3D Pictures

La macchina in questione è una piccola stampante 3D a tecnica stereolitografica destinata al mercato consumer (sebbene il prezzo non sia ancora adatto alle tasche del “consumer” medio, 2799 €). Questa iniziativa, partita nel 2012, ha stuzzicato talmente tanto l’enturage di angels e finanziatori vari, che il goal di 100.000 $ inizialmente richiesto è stato superato di ben 29 volte!

Image credits: Web Pro News

Una tale curiosità (ed aspettativa) è stata forse ingenerata dal fatto che la Stereolitografia è da sempre rimasta esclusivo appannaggio dell’ambito industriale, e presentare sul mercato una macchina domestica in grado di lavorare con una tecnica diversa e molto più precisa della comune FFF ha senz’altro fatto venire l’acquolina in bocca a molti.
Come descritto ad inizio articolo, la Stereolitografia è una tecnica di stampa 3D attempata, anzi la più attempata. Ma è anche molto più precisa rispetto alla fusione ed estrusione di filamenti plastici. È questo il principale punto di forza di questa macchina: la risoluzione di stampa che consente di ottenere è notevolmente maggiore rispetto alle stampanti basate su FFF, dal momento che si lavora con un laser che polimerizza una resina liquida.
La Form1 si presenta come un grosso parallelepipedo, formato da un cubo inferiore contenente l’elettronica di controllo ed il gruppo ottico per la collimazione del laser, e da una sezione superiore in cui trovano principalmente luogo il montante metallico (l’asse Z della stampante) e la vasca di raccolta della resina, il tutto racchiuso da un cubo trasparente arancione (per proteggere gli occhi da eventuali rifrazioni del laser durante la lavorazione di un pezzo).
L’interazione di questa macchina con l’utente è affidata sia al software di controllo PreForm, proprietario e abbastanza chiuso nel modo di lavorare, sia ad un display LCD dal quale è possibile controllare l’andamento di una stampa una volta caricato lo spooler della stampante con il file “affettato”.
Vedere in azione la Form1 inizialmente affascina: se è suggestivo vedere per la prima volta una stampante FFF che crea dal nulla un oggetto fondendo della plastica, immaginate cosa si possa provare vedendolo nascere pian piano dal liquido di una vasca!

Image credits: Wired

Essendo l’oggetto di stampa “tirato fuori” dalla resina liquida, esso non poggia su di un supporto solido man mano che viene stampato: di conseguenza, lavorare con questa macchina obbliga a creare sempre del materiale di supporto con cui attaccare l’oggetto al piatto superiore. Tale materiale si presenta sotto forma di una serie di fili solidificati che tengono l’oggetto e permettono di tirarlo su, e che vengono rimossi una volta terminata la stampa.

Image credits: Wired

 

Inoltre, a differenza delle macchine FFF, non ci sono tempi di attesa dovuti al riscaldamento di un estrusore, di conseguenza a seguito dello slicing la partenza del job di stampa è praticamente immediata.
Purtroppo, il risparmio di tempo in questa fase è ampiamente vanificato dalla lentezza del processo di stampa in sé, dal momento che il laser deve innescare un processo di polimerizzazione della resina fotosensibile senz’altro non immediato (parliamo di una velocità di stampa di 1,5 cm/h in altezza).
Anche le dimensioni del volume di stampa non sono particolarmente generose se paragonate alle macchine descritte in precedenza: 125 x 125 x 165 mm.

Ma è la risoluzione il cavallo di battaglia della Form1, veramente degna di nota. La sua scheda tecnica parla di un minimo strato stampabile di 25 micron, mentre il più piccolo spessore verticale stampabile sembra essere di 300 micron!

Image credits: Formlabs

Image credits: Boing Boing

Image credits: Gadget Ultra

 

Giudizio dello scrivente

Parafrasando un grande personaggio, “it’s a kind of magic”! Una stampante nuova, che emoziona per il suo modo di lavorare, per la sua precisione e per i suoi ridotti consumi energetici (non deve riscaldare alcuna resistenza). Ma c’è ancora un po’ di strada da fare prima di definirla “matura”. I costi, sia della macchina sia dei materiali di stampa, sono elevati, così come i tempi di lavorazione e finishing del pezzo stampato. Adatta per piccoli oggetti precisi e rifiniti, non altrettanto per stampe che richiedono resistenza meccanica.

Volete vederla all’opera? Ecco un video dimostrativo

Riepiloghiamo

Adesso che abbiamo affrontato singolarmente le nostre 5 macchine, mettiamole in una griglia di confronto diretto. Oltre ai meri numeri, già citati nei singoli paragrafi, verranno espressi dei giudizi personali in base al tipo di parametro. Provate successivamente a fare altrettanto con le macchine di vostro interesse.

 

Guida stampanti 3D

 

Conclusioni

Siamo giunti alla conclusione di questo articolo. La speranza è quella di aver fornito una serie di spunti di riflessione utili sugli aspetti da tenere a mente quando si acquista o si realizza una stampante 3D. Naturalmente, come già osservato, gli elementi da valutare sarebbero in realtà molti di più, ma probabilmente quelli presentati possono essere considerati i primi da vagliare: per i dettagli, una volta che avrete in mano la vostra macchina imparerete voi stessi a conoscerne ed apprezzarne molti altri. Ed a suggerirne a vostra volta a chi dovesse comprare una stampante 3D!

A disposizione per ogni chiarimento nella sezione dei commenti.

 

Main image credits: The times of Israel

 

Quello che hai appena letto è un Articolo Premium reso disponibile affinché potessi valutare la qualità dei nostri contenuti!

 

Gli Articoli Tecnici Premium sono infatti riservati agli abbonati e vengono raccolti mensilmente nella nostra rivista digitale EOS-Book in PDF, ePub e mobi.
volantino eos-book1
Vorresti accedere a tutti gli altri Articoli Premium e fare il download degli EOS-Book? Allora valuta la possibilità di sottoscrivere un abbonamento a partire da € 2,95!
Scopri di più

10 Comments

  1. Luigi.D'Acunto 30 giugno 2014
  2. Boris L. 17 giugno 2014
  3. Piero Boccadoro Piero Boccadoro 17 giugno 2014
  4. delfino_curioso delfino_curioso 17 giugno 2014
  5. delfino_curioso delfino_curioso 30 giugno 2014
  6. Luigi.D'Acunto 30 giugno 2014
  7. delfino_curioso delfino_curioso 1 luglio 2014
  8. mirko.fuschi.7 2 novembre 2014
    • Emanuele Emanuele 2 novembre 2014
  9. crazycamel81 8 aprile 2015

Leave a Reply