La stampa 3D è davvero utile per i droni?

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Nel mondo dei droni, siano essi professionali o amatoriali, per video riprese o per le corse sfrenate in FPV Racing, capita spesso di avere necessità di costruirsi piccole parti o accessori. C’è chi opera queste scelte per risparmiare, per il gusto di crearsi qualcosa in piena autonomia o perché effettivamente sono pezzi che in commercio non si trovano.

La stampa 3D che non è certo stata inventata ieri, sono trascorsi oramai più di 30 anni da quando Chuck Hulll nel 1986 ha depositato il suo brevetto per la realizzazione di oggetti tridimensionali mediante produzione additiva, partendo da un modello 3D digitale. Si parla di stereolitografia che lo stesso Chuck definì “Un sistema per generare oggetti tridimensionali basato sulla creazione di un modello trasversale dell’oggetto da costituire….”  Costruì la prima macchina sempre nello stesso anno e aveva dimensioni di una intera stanza. A oggi esistono svariati metodi per produrre oggetti tridimensionali, alcuni usano un sistema di deposito di materiali che vengono poi “fissati” con lampade a ultravioletti o con laser. Nel caso che noi interessa invece il sistema che è diventato economico e alla portata degli hobbisty è quello a Modellazione Deposizione Fusa , il cui acronimo anglosassone è FDM (Fused Deposition Modeling)

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Nella foto Chuck Hull, il papà della modellazione in 3D foto (c) www.epo.org

In poche e semplice parole una testina o meglio un estrusore, fa passare un filo di materiale apposito, lo fonde e lo rilascia con precisione. A seguito di tale processo viene eseguita un più o meno veloce raffreddamento (a seconda del filamento usato) che consolida il materiale fuso allo strato precedente e ne aumenta lo spessore sino arrivare alla sommità dell’oggetto da creare.

Avviene quindi una creazione di particolari per strati paralleli dal basso vero l’alto. Nulla è più importante del primo strato o layer, pare essere uno dei detti che girano negli ambienti degli stampatori e mai detto fu più sincero.

In sostanza per l’amatore o professionista di droni che vuole stampare e prodursi da solo un intero telaio o qualche accessorio per il drone, quali sono i passi necessari per giungere al suo obiettivo finale?
Prima di tutto bisogna comprendere che la stampa 3D consta fondamentalmente di 3 grandi passi:

  • Disegno in 3D dell’oggetto
  • Conversione in linguaggio macchina comprensibile dalla stampante
  • Realizzazione meccanica vera propria.

Sono tutte fasi importanti, che costituiscono tre grandi macro categorie che costituiscono un insieme di informazioni tali che all’inizio possono disorientare i neofiti che si vogliono avvicinare a questa attività.

Chiediamo aiuto Paolo Pinsone esperto stampatore in 3D e modellista  quali pezzi utili si possano stampare per i droni?

“Grazie per l’esperto, pezzi utili direi un infinità. Dal drone intero ai gimbal, supporti per mini cam o action cam ma anche carene protettive o semplici supporti, involucri per parti del elettronica. Insomma praticamente di tutto , ovviamente esistono dei limiti meccanici, ma con un poco di inventivia si possono aggirare anche quelli.”

Ok Paolo, ci sembra tutto chiaro, ma se qualcuno vuole avvicinarsi a questo intrigante mondo della stampa 3D con quale stampante gli conviene iniziale? Meglio una auto costruita o una marca blasonata e nel caso hai consigli di darci?

“Per chi inizia da zero consiglio l’acquisto di una Stampante della quale si sa che funziona,in questo modo si possono evitare tantissime frustrazioni. Ad esempio la Anet che hai precedentemente presentato è un ottimo inizio, è un Kit che è facile da assemblare anche se manca qualche passo nelle istruzioni ci si può avvalere dei tantissimi utenti che l’hanno assemblata e utilizzano con ottimi risultati. Sconsiglio l’auto costruita per tanti motivi, forse qualche anno fa era sensato ma comunque ci vuole tantissima pazienza. Senza dubbio meglio un Kit !”

Prima fase, modelling
Per iniziare a disegnare in 3D ci sono molteplici soluzioni adatte a tutte le tasche e a tutte le capacità computazionali. Se volessimo iniziare senza spendere troppo, quale software di disegno per la stampa 3D consiglieresti?

“Una delle domande più frequenti in effetti, molti hanno timore che poi non siano in grado di stampare quello desiderano, perché non hanno mai avuto modo di vedere come e quanto possa essere facile usare questi software per disegno. Un ottima notizia è che molti sono del tutto gratuiti e senza limitazioni. Ad esempio sempre più persone  utilizzano Sketchup http://www.sketchup.com/it .
Un alternativa purtroppo non gratuita, ma molto potente è costituita da Solidworks http://www.solidworks.it/ .
Oppure il mio preferito Fusion360 della conosciutissima Autodesk http://www.autodesk.it/solutions/3d-cad-software che è del tutto gratuito per insegnanti e studenti e veramente facile da usare come si può vedere in questo piccolo video tutorial https://www.youtube.com/watch?v=TAtXWlYcwHo&t.
Insomma la scelta è molto vasta.”

E per chi non è capace di disegnare? Beh se per caso non siamo capaci di disegnare possiamo trovare progetti già pronti nel pianeta, anzi nell’universo Thinginverse, il paradiso per lo stampatore; il consumatore di plastica folle che potrà realizzare di tutto al solo costo del filamento e della energia elettrica necessaria allo sviluppo tridimensionale.

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Comparazione tra un oggetto stampato in 3D con evidenti errori meccanici e si configurazioni software e uno stampato a con maggior attenzione

Seconda fase Slicing

Proseguendo nel nostro denso mondo della stampa in 3D, abbiamo ottenuto attraverso il nostro programma di disegno o prelevandolo dagli archivi gratuiti, l’oggetto dei nostri attuali desideri o che soddisfa le nostre necessità. Come lo diamo in pasto alla nostra macchina?
Al contrario di una normale stampante per computer, è necessario convertire il file generato dal disegno in uno speciale codice che nella maggior parte dei casi si chiama Gcode in modo che la stampante sappia come indirizzare i motori per depositare il filamento sciolto dall’estrusore.
Supponiamo che il file generato dal programma di disegno sia un formato STL (Sereo Lithography interface format un formato nato per i software di stereolitografia CAD) dovremmo quindi passarlo attraverso uno Slicer, brutalmente tradotto con affettatore, prima di buttarlo nella pancia della scheda di controllo.
Il programma di slicing, in sostanza suddividerà l’oggetto tridimensionale in tanti layer (speciali strati più o meno sottili) che andranno sovrapposti e comporranno i pezzi per il nostro drone.

Chiediamo quindi ancora a Paolo Pinsone quali sono i principali programmi di Slicing, magari dando preferenza a quelli gratuiti?

“Forse uno dei più conosciuti è Slic3r o CURA che troviamo come parte integrata nel programma da interfaccia noto come Repetier che è totalmente gratuito. Dal sito della Nota marca di stampanti eccezionali Ultimaker, possiamo trovare alcune versioni di CURA  che recentemente ha migliorato moltissimo e consiglio e per il quale ho fatto un breve video tutorial


Esistono molti altri slicer alcuni molto professionali come sempre della nota  Autodesk con  Print Studio che viene fornito con alcune stampanti tipo la Dremel tanto per fare un nome.
Conosciutissimo Simplify 3D, ma a pagamento, oppure l’emergente e potente Craft Ware gratuito. Il famoso NetFab, insomma anche qui abbiamo l’imbarazzo della scelta,ne esistono tantissimi.” – prosegue Paolo Pinsone che potrete incontrare anche sul gruppo Facebook Stampa 3D per i comuni mortali.

Nel nostro laboratorio abbiamo testato anche Slic3r che costituisce il cuore di Repetier Host, come diceva Pinsone, e che permette di controllare la stampante e di riceverne importanti informazioni purché collegata via cavo USB al computer. Slic3r è stato realizzato con il contributo del progetto RepRap da una idea del capo programmatore italiano, Alessandro Ranellucci.
Piccolo leggero e portatile offre davvero tanti parametri di configurazione, Dopo un primo approccio con CURA può valere davvero la pena farci un giro, anche se l’interfaccia è quella tipica di smanettone. ma in fondo se stiamo leggendo questo articolo non lo siamo un po’ tutti?
Nel prossimo articolo approfondiremo i programmi di disegno gratuiti per la stampa in 3D di droni e accessori per il FPV Racing e quelli di Slicing con i consigli per i principali parametri da settare per avere stampe decenti sin dalle prime colate di filamento (vedi foto sopra).

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