11. Stampanti 3D – Vincoli geometrici

Qui vengono presentati brevemente i vincoli geometrici che devono essere presi in considerazione per determinare se un modello 3D è adatto per la stampa 3D:

11.1 Spessore minimo

Spesso architetti o game designer producono elementi in un modello 3D con uno spessore infinitesimale (capelli, mantelle, vele, ecc.). Le caratteristiche sottili sono impossibili per la stampa 3D, a meno che nmaggiori della dimensione minima richiesta dalle proprietà di stampa di ciascuna tecnologia.

La tabella seguente riepiloga lo spessore minimo consigliato per le più comuni tecnologie di stampa 3D. Si noti che in alcuni casi, come SLA / DLP, è possibile stampare caratteristiche più piccole, ma questo dovrebbe essere valutato caso per caso, dopo aver consultato l’operatore che fornisce il dispositivo di stampa.

11.2 Impermeabilità

Ogni modello destinato alla stampa 3D deve essere completamente chiuso (a tenuta stagna): ogni bordo deve collegare esattamente 2 poligoni e il modello non deve presentare fori.

I modelli che non sono chiusi potrebbero essere interpretati erroneamente dal software che genera le istruzioni per la stampante 3D (slicer). Un modello 3D non chiuso può causare livelli inconsistenti, fori o altri errori, rendendo l’oggetto non stampabile.

I problemi di questo genere spesso non sono visibili in fase di modellazione. Il modo più semplice per verificare se un modello è stampabile è utilizzare un software di analisi, come Netfabb o Meshmixer. Questi programmi rilevano le caratteristiche del modello che causano problemi nella fase di stampa 3D e offrono opzioni di riparazione (senza impatto sulla geometria complessiva del modello).

11.3 Superfici curve

La maggior parte dei software di modellazione CAD, come Solidworks e Fusion360, utilizzano geometrie NURBS (Non Uniform Rational Basis-Splines traducibili in “Splines razionali non uniformi definite da una base”, una classe di curve geometriche utilizzate in computer grafica per rappresentare curve e superfici). Quando si esporta il modello nel formato di file STL, (un formato file in cui le superfici vengono discretizzate in in triangoli) per la stampa 3D, è importante utilizzare un numero adeguato di poligoni per rappresentarne le superfici. Ciò assicurerà che la parte sia stampata in 3D con un aspetto liscio.

Se il modello 3D viene esportato con pochi poligoni, i bordi che collegano i singoli poligoni saranno spesso visibili nella parte finale stampata in 3D. Questo effetto è più evidente nei modelli di grandi dimensioni (superiori a 300 mm3), in cui i poligoni diventano più visibili sulle superfici curve.

Se il modello 3D viene esportato con troppi poligoni, la sua dimensione del file sarà inutilmente grande, rendendo difficile la gestione e ciò non avrà alcun effetto sulla qualità finale della parte stampata, poiché i piccoli dettagli non potranno essere stampati in 3D.

Fortunatamente, la maggior parte dei software di modellazione esportano modelli 3D con un numero adeguato di poligoni usando delle impostazioni predefinite, ottenendo così parti stampate in 3D lisce. Se è richiesto un numero di poligoni più alto, le impostazioni di esportazione potranno essere regolate di conseguenza.

Per un’esposizione più approfondita sulla riparazione dei file per la stampa 3D, fare riferimento ai seguenti articoli:

– https://i.materialise.com/blog/en/preparing-files-for-3d-printing/
– https://www.3dhubs.com/knowledge-base/fixing-most-common-stl-file-errors

Altre fonti:
[1] https://www.3dhubs.com/knowledge-base/3d-printing-geometry-restrictions