Come stampare in 3D una sfera

Se vogliamo stampare una sfera cava, magari una palla di Natale  per il nostro albero (siamo in anticipo…), faremo certamente contenti i nostri piccoli, ma una insidia si nasconde…

ESEMPIO IN OPENSCAD

Per il disegno possiamo utilizzare il nostro CAD preferito: in questo esempio userò OpenScad. Per semplicità dividerò la sfera in due parti (che potrò successivamente incollare):

difference() {
sphere (r=30,$fn=100);
    sphere (r=29,$fn=100);
    translate ([-30,-30,-30]) 
        cube([100,100,30]);
}

il risultato sarà:

sfera_cava

e fin qui tutto semplice, quindi salviamo l’STL e prima di passare al CAM facciamo qualche considerazione.

 

EQUAZIONE GONIOMETRICA

Come noto l’equazione goniometrica del cerchio è

r²=y²+x²

ora siamo molto vicini al problema: dobbiamo risolvere…

L’ULTIMO SALTO

Nel titolo del paragrafo nulla di struggente o poetico, l’ultimo salto è quello che l’estrusore dovrebbe eseguire per completare l’ultimo strato della calotta sferica. Infatti, come noto, la stampa 3D FDM/FFF procede per strati successivi.

sfera_geom2

Facciamo qualche calcolo.

Supponiamo che il raggio della sfera sia di 40mm e che il dZ=0.25mm. Di conseguenza gli strati di stampa 3D saranno:

strati = r / dZ = 40 / 0.25 = 160

Sull’asse Z di stampa, che corrisponde al disegno a Y, l’altezza dell’ultimo strato sarà ovviamente:

y[strati-1] = r - dZ = 40 - 0.25 = 39.75

e volendo calcolare la posizione sulle ascisse il penultimo X sarà:

x[strati-1] = sqrt( r^2-y[strati-1]^2) = sqrt(1600-1580.0625)=sqrt(19.9375)= 4.4651

Ecco il problema di stampa della nostra sfera: quando verrà stampata la penultima corona circolare, questa sarà lontana dal centro di ben 4.4651mm. Ciò significa che l’ultimo strato dovrebbe coprire un raggio impossibile per il nostro ugello. Sì, perchè gli ugelli al massimo possono essere di 1mm o 1.2mm, non img_20151120_184820certamente da 5mm!

 

 

 

 

 

SOLUZIONE

Per risolvere questo problema esistono tre modi:

  • struttura di supporto
  • modificare il disegno, ispessendo la calotta
  • buon software CAM

Desidero tralasciare i primi due punti e vorrei considerare l’ultimo.

Molti CAM (Cura, Simplify 3D, ecc.) eseguono semplicemente quello che è il disegno originario, e mi sembra anche ovvio, ma non fanno altre considerazioni.

Nel nostro caso il software si dovrebbe accorgere cosa può essere eseguito e cosa è impossibile, oppure come risolvere un problema apparentemente impossibile.

Qui è il punto di forza di un buon CAM, in questi casi Makerbot Desktop è un’ottima soluzione: si accorge della difficoltà e modifica il disegno originale quanto basta, cioè ispessendo quel tanto che basta la calotta. Si tratta di piccole differenze, ma sono quelle che fanno la qualità.

CONCLUSIONE

Makerbot costa qualcosa in più rispetto ad altre macchine, ma quanto è utile avere un sistema “zoppo”?

Esiste una alternativa all’uso di  Makerbot Desktop, am di questa ne parlerò in un prossimo articolo.

 

e buona sfera a tutti!

 

 

 

 

 

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EST: primo elenco

Come avevo chiesto, e ringrazio, abbiamo una prima piccola lista di stampatori 3D (e non solo, qualcuno proviene dal 2D!).

Per accedervi:

home / Servizi / EST

oppure clica qui  <<<<<<<

Gli stampatori, EST, fanno parte di una rete, un circuito, una sorta di “confraternita del polimero estruso“! eh?

Scherzi a parte vediamo di fare rete con concetto win2win!

Per eventuali domande o chiarimenti, sono contattabile:

fablabway@gmail.com

Mauro Rossolato

 

Prezzo stampe 3D

DALLA PASSIONE AL LAVORO

C’è chi stampa per propria passione e chi, a volte passo successivo, per vendere.antica_fabbrica

Vendere oggetti stampati in FDM/FFF non è poi tanto strano se si pensa che oramai molte stampanti hanno raggiunto ottimi livelli di prestazioni e precisione, e poi ogni tanto bisogna inventarsi un lavoro!

In questo articolo vedremo come determinare o risolvere il problema del “giusto prezzo“. Si tratta di una operazione certamente non facile e non esistono ricette certe, in fin dei conti determinare il prezzo di un bene è più un arte che una scienza.

 

ELEMENTI OGGETTIVI

Proviamo comunque a fare delle considerazioni, almeno sul piano tecnico, di questo aspetto. Per fare una stima antica_calcolatriceterremo conto dei soli fattori oggettivi, fermo restando che l’aspetto soggettivo, od estetico, è tutt’altro che marginale.

Vediamo un elenco delle voci che concorrono al prezzo finale:

  • il polimero
  • l’energia elettrica
  • l’ammortamento
  • usura
  • preparazione
  • materiale di consumo

esistono altre voci di spesa, ma sono opzionali e vanno trattate separatamente, caso per caso. Ne parleremo in un prossimo articolo, esse comunque sono:

  • rifinitura
  • disegno
  • adattamento

 

ESEMPIO DI OGGETTO STAMPATO

Per le nostre considerazioni poniamo di aver stampato un oggetto che pesa 80gr.,  di PETG e che ha richiesto 3 ore macchina.

COSTO POLIMERO

prezzo PETG  33CHF/Kg, quindi 33CHF * 0.08Kg = 2.64CHF

Ma attenzione: va pesato l’oggetto “grezzo”: con il materiale di supporto e brim (lo skirt lo regaliamo!).

 

COSTO ENERGIA ELETTRICA

Dipende dalla stampante e dalla stampa: se devo riscaldare il piatto il prezzo sale. è questo il caso per esempio dell’ABS, mentre per il PETG non è necessario.

Se 1KW/h costa 0.6CHF  allora 400W per 3 ore costeranno:

0.6CHF/KW/h * 0.4KW * 3h = 0.72CHF

 

AMMORTAMENTO

La nostra stampante, una buona marca, ci è costata 2690CHF. Ci durerà senz’altro 2000. Dopo questo termine, non sarà da rottamare, ma il suo valore commerciale sarà a zero (o quasi). Non ci credete? Provate a mettervi nei panni di chi deve acquistare…

Stimato a grandi linee l’ammortamento è:
2690CHF / 2000h = 1.345CHF/h      che per 3 ore varrà: 1.345 * 3 = 4.035CHF

USURA

Prima di arrivare alle fatidiche 2000 ore di vita della stampante 3D, dovremo senz’altro eseguire dei piccoli interventi: sostituzione ugello, qualche sensore, ecc.

Questi intervalli di manutenzione sono variabili da macchina a macchina e dal tipo di utilizzo, ma possiamo valutare di intervenire ogni 300 ore per un lavoro di un paio d’ore. Per quanto riguarda i ricambi, essi non sono grosse voci di spesa, ma nel nostro esempio supponiamo di non doverli sostituire.

(2000 ore / 300 ore) * (2 ore * 60CHF/h) = 6.6 interventi + 120CHF = 792CHF

Questi 792CHF si riferiscono a tutto l’arco delle 2000 ore e quindi il costo per ora lavorata sarà:

792CHF / 2000 = 0.396CHF/h

e per la nostra stampa di 3 ore varrà:

3 ore * 0.396CHF/h = 1.188CHF

 

PREPARAZIONE STAMPA 3D

Questa voce comprende la copia o trasferimento del GCode, l’allineamento del piano, il sistema di adesione e la rimozione dell’oggetto (non la rifinitura, come già detto).

Se siamo bravi e veloci il tutto si riduce a 10 minuti, quindi:

60CHF/h * (10minuti / 60 minuti /h) = 10CHF

 

MATERIALE DI CONSUMO

In questo novero rientrano: sistema di adesione, pulizia, scarti di produzione (errori), ecc.
Non si tratta di costi alti, ma possiamo forfettariamente valutare al 5% del totale. Si, lo so, può sembrare tanto, ma avete idea,per esempio, del costo totale del Kapton? Certamente si possono usare stampanti più economiche, ma ricodiamoci il detto “...tanto paghi tanto godi…”.

 

TIRIAMO LE SOMME

  1. polimero: 2.64
  2. energia elettrica: 0.72

    PLA gold (eSUN)
    PLA gold (eSUN)
  3. ammortamento: 4.035
  4. usura: 1.188
  5. preparazione: 10.0CHF

totale COSTI: 18.583CHF

al quale si aggiunge il 5% del materiale di consumo, quindi: 19.512CHF

 

VENDITA DI UNA STAMPA 3D

I costi totali sono 18.583CHF ai quali dovrà essere applicato un guadagno (chi ci paga il tempo che impieghiamo ad aggiornarci, o le stampe sbagliate?).

É ragionevole applicare un ricarico dal 50 al 100% e quindi l’oggetto varrà rispettivamente 27.8745 e 39.024CHF.

Troppo? Assolutamente no! É un prezzo “all’osso” che può applicare un privato, un hobbista e non una azienda.

In altri termini possiamo dire che il costo orario “hobbistico” oscilla tra 9 e 13CHF/h.

 

VENDITA STAMPA 3D – AZIENDE

Se fosse stampato da un professionista o azienda l’oggetto dovrebbe tener conto di altri costi, quali: superficie, assicurazioni, ecc.
Il professionista deve mantenere l’aggiornamento su macchine , tecniche, materiali. Deve fare prove, confronti, ecc.: tutto tempo e soldi. Ciò non significa che l’hobbista non sia aggiornato, ma il livello è diverso e più ampio.

A grandi linee, possiamo stimare in un raddoppio del costo orario rispetto all’hobbista. Quindi tra i 25-30CHF/h.

 

Che ne dite?

E buona stima 3D a tutti!

 

 

 

 

 

 

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Consumabili: mon amour!

 

I “consumabili”, per chi stampa in 3D sono i filamenti e le resine. Tralasciamo per il momento le ceramiche e i metalli (SLS,…) e concentriamoci sui filamenti.

Chi ha mai comprato le cartucce per la stampante a getto d’inchiostro? Tutti? Beh, quasi tutti, e tutti abbiamo sbottato vedendo che il prezzo delle cartucce era uguale a quello della stampante. Vero?

Bene, anzi male, la stessa cosa avviene piu’ o meno con i nuovi consumabili: filamenti di PLA o ABS vengono venduti a prezzi davvero esagerati.

Per capirci la materia di base, PLA ad esempio, costa 5USD/Kg, poi bisogna colorarla, estruderla e confezionarla. Ma si tratta di processi automatici, mica con l’omino che avvolge a mano!

Luminiscente (eSUN)
Luminiscente (eSUN)

Ora sul mercato ci sono rivenditori, specie online, che vendono il PLA a 35-50CHF/Kg, cioè al doppio di quello che sarebbe onesto chiedere.

Ma allora qual’è il giusto prezzo? Eccoli:

  • PLA 20-25CHF/Kg
  • ABS 19-25CHF/Kg
  • PETG 28-36CHF/Kg

Il trucchetto di far spendere di più facendo credere che il prodotto è migliore, è solo marketing per i creduloni. Ma non per noi.

Dove comprare? Econe alcuni: