Tutto quello che c’è da sapere sullo spessore delle pareti nella stampa 3D

Nella produzione additiva, evitare i fallimenti di stampa è fondamentale, indipendentemente dalla tecnologia utilizzata. Sia per i principianti che per gli utenti più esperti, ci sono diverse trappole in cui si può cadere e che fanno sì che il pezzo non risulti come desiderato. Una di queste considerazioni estremamente importanti, ma spesso trascurate, nella stampa 3D è lo spessore delle pareti.

Da non confondere con l’infill o l’altezza dello strato, lo spessore della parete si riferisce alla misura dello spessore della parete esterna di una parte stampata in 3D, escludendo la parte superiore e inferiore. A differenza delle strutture interne, la cui solidità può variare (solitamente definita da una percentuale e da un modello), le pareti sono sempre solide e svolgono un ruolo fondamentale nel garantire la stabilità e la resistenza di una parte. Ma qual è lo spessore minimo delle pareti? Come si può sapere se le impostazioni sono corrette? Perché è importante? Nella seguente guida abbiamo approfondito queste e altre questioni.

Lo spessore della parete si riferisce all’involucro esterno del pezzo (foto: Materialise)

Perché lo spessore delle pareti è importante nella stampa 3D?

Ora vi chiederete: con tanti parametri diversi da tenere sotto controllo quando si stampa in 3D, perché lo spessore delle pareti è così importante? Beh, è fondamentale per garantire non solo qualità estetiche, ma anche resistenza e durata. Se una parete è troppo sottile o troppo spessa, il pezzo potrebbe non funzionare come previsto. Alcuni sostengono che sia addirittura più importante del riempimento (infill) per la qualità della parte finale stampata in 3D.

Sono molti i fattori su cui può influire. Ad esempio, come per molte altre ottimizzazioni dei parametri della stampante 3D, uno dei principali vantaggi di avere lo spessore corretto delle pareti durante la stampa 3D è che aiuta a prevenire la deformazione (warping). In generale, infatti, si può affermare che il rischio di avere pareti troppo sottili è che le parti siano fragili e quindi abbiano maggiori probabilità di rompersi, incrinarsi o deformarsi durante o dopo la stampa.

Le pareti troppo sottili possono anche rappresentare un problema durante il post-processing. Soprattutto se sono state utilizzate strutture di supporto o se sono necessari processi come la levigatura al vapore, le pareti troppo sottili non resistono. In questo caso, è estremamente importante assicurarsi di rispettare i requisiti richiesti dal materiale.

Lo spessore delle pareti si riferisce al guscio esterno di una parte stampata in 3D, da non confondere con il riempimento interno (crediti fotografici: 3Dnatives).

Anche le pareti troppo spesse possono causare problemi nella stampa 3D. In particolare, se le pareti sono estremamente spesse, si spreca materiale e denaro e la stampa richiederà più tempo per essere completata.

Inoltre, pareti sufficientemente spesse sono fondamentali per ridurre le sollecitazioni interne, ma con alcuni materiali (ad esempio i metalli) un eccesso di materiale può anche causare maggiori sollecitazioni interne. Pareti troppo spesse possono anche causare problemi di dissipazione del calore nel pezzo. Inoltre, più spesse sono le pareti, maggiore è il ritiro del materiale della stampa, con conseguente deformazione.

Come determinare lo spessore delle pareti

Come accennato in precedenza, lo spessore della parete si riferisce allo spessore dell’involucro di una parte stampata in 3D. È un fattore che riguarda tutti i processi di stampa 3D, ma noi vogliamo concentrarci in particolare sulla stampa 3D FDM. Tuttavia, occorre tenere presente che lo spessore è legato al materiale piuttosto che al processo.

Ciò significa che, anche con alcune regole empiriche, ci saranno comunque dei requisiti minimi e massimi che gli utenti dovranno tenere a mente. Ad esempio, un materiale come il PLA ha uno spessore minimo di 0,8 mm (anche se in alcuni casi potrebbe essere inferiore), ma l’ideale è più vicino a 1,5 mm. L’intervallo per molti altri materiali duri è simile. I materiali simili alla gomma, come il TPU, devono invece avere uno spessore maggiore, intorno ai 2,0 mm, anche se se si vuole che il pezzo sia flessibile, non è il caso di avere pareti troppo spesse per non rendere il pezzo ingombrante.

Tuttavia, ci sono alcuni trucchi che si possono utilizzare, soprattutto per determinare lo spessore delle pareti quando si utilizza la stampa 3D FDM. Si tratta in particolare dell’ugello.

Nella stampa 3D FDM e FGF, il diametro dell’ugello contribuisce a determinare lo spessore della parete (crediti fotografici: Pollen AM)

Poiché la maggior parte degli ugelli per la stampa FDM si aggira intorno a 0,4 mm, molti consigliano uno spessore della parete di almeno 0,8 mm o circa il doppio dell’ugello. Se si desidera anche un pezzo più resistente, è possibile aumentare il multiplo fino a tre o quattro volte, ovvero circa 1,2 mm – 1,6 mm. Ma attenzione, spesso si consiglia di non superare questo spessore: il “range magico” è compreso tra 0,8 e 1,6 mm per molti materiali plastici comuni.

Un’ulteriore considerazione? Cercare di mantenere i multipli a numeri interi dell’ugello. Ciò significa che gli utenti possono determinare lo spessore della parete in base a 2x, 3x, 4x, ecc rispetto alla dimensione dell’ugello. Se si cerca di ottenere uno spessore della parete pari a 1,5 volte l’ugello, si può verificare una sovrapposizione degli strati delle pareti esterne e rallentare la stampa 3D.

Strumenti utili per lo spessore delle pareti nella stampa 3D

Non tutti i software di modellazione 3D tengono conto dello spessore delle pareti, quindi è un aspetto che gli utenti devono tenere presente fin dall’inizio della progettazione. In questo caso, gli slicer possono ancora una volta venire in aiuto. Gli slicer per la stampa 3D sono spesso dotati di funzioni che assicurano l’assenza di pareti troppo sottili nel progetto. Ciò può essere essenziale per individuare questi problemi prima della stampa.

Inoltre, nonostante queste raccomandazioni, le pareti possono talvolta essere più sottili del doppio del diametro dell’ugello, ed è qui che entrano in gioco gli slicer. Per i dettagli più fini o le lettere, il parametro “detect fine features” presente nei moderni slicer consente di stampare pareti sottili quanto il diametro dell’ugello. La modalità “vaso” (vase mode) è un altro parametro che consente di stampare pareti larghe quanto il diametro dell’ugello della stampante; questa funzione consente alla stampante di stampare oggetti simili a vasi in un’unica estrusione continua per produrre stampe a tenuta stagna.

Inoltre, si può giocare con lo spessore delle pareti, anche in funzione di fattori quali le strutture di supporto. Se il pezzo ha molte strutture di supporto, soprattutto in aree particolarmente fragili, è possibile avere pareti più sottili (senza dimenticare che la rimozione di queste strutture sarebbe difficile anche su pareti troppo sottili), poiché questi altri fattori contribuiscono alla resistenza del pezzo. Inoltre, le stampanti 3D con una risoluzione più elevata saranno in grado di creare pezzi con pareti più sottili, anche se, ancora una volta, i parametri minimi devono essere sempre tenuti in considerazione.

Quali impostazioni utilizzi per lo spessore delle pareti? Faccelo sapere lasciando un commento sui nostri canali social Facebook, Linkedin e YouTube! Non dimenticare di iscriverti alla nostra Newsletter per ricevere tutte le notizie dall’evento direttamente nella tua casella di posta!

*Crediti copertina: Materialise