martedì 4 luglio 2017

Stampa 3D for newbie

Dal Web

Stampa 3D for newbie, Repetier Host il coltellino svizzero degli slicer

Come noto nella fasi della stampa 3D ci sono 4 passaggi obbligatori che richiedono competenze specifiche. Nulla che non si possa imparare  seguendo appositi corsi dedicati, oppure come auto didatti o leggendo ogni tanto qualche articolo della nostra rivista.
Lungi da noi voler salire in cattedra, ci siamo avvicinati al mondo della stampa a modellazione fusa depositata (FDM) molto tardi, ma la passione e la curiosità ci hanno spinto ad approfondire prima e a condividere poi, le esperienza accumulate.
Le 4 fasi che passano dalla idea di costruire un oggetto, magari un drone con la stampante 3D sono semplicemente queste:
  1. la progettazione e il suo disegno con un programma di Cad 3D o similare,
  2. lo slicing cioè la preparazione delle varie superfici o layer, che andranno inviate tramite il codice macchina GCode alla stampante 3D
  3. la stampa con svariati materiali: PLA, ABS, PETG, TPU e la lista si allunga mano a mano che passa il tempo e i produttori rendono disponibili sul mercato nuove bobine da provare e sperimentare.
  4. la post produzione che consiste dalla semplice rimozione di eventuali supporti resi necessari durante la stampa, al miglioramento estetico dei pezzi prodotti. Si potrebbe ad esempio cercare di rendere le superfici più omogenee, incollare tra loto i vari componenti di un drone quadricottero, o colorare le singole parti.
Così come esistono svariati e più o meno complicati software di disegno e modellazione, più o meno gratuiti e più o meno indicati a principianti o professionisti, nel settore dello slicing, cioè affettatura e preparazione dei oggetto tridimensionale da produrre ne esistono di tutti i tipi e adatti a diverse configurazioni.
Recentemente si fa un gran parlare di Simplify3D che pur essendo a pagamento offre discrete garanzie di semplicità nel suo uso e soddisfazioni nel vedere stampati i risultati finali.
Un altro software molto blasonato è CURA del produttore Ultimaker, ma utilizzabile anche da altre tipologie di macchine, che tra l’altro ha recentemente rilasciato la versione 2.34 in beta e che promette ulteriori migliorie.
Sempre rimanendo sul gratuito troviamo anche Slic3R che pure lui si è rinnovato grazie agli upgrade relativi alla altezza variabile dei layer implementata nientedimeno che da Joseph Prusa.
E poi c’è Repetier, non che la lista sia finita, ma l’articolo odierno si concentra proprio sua questa suite, perché Repetier non è solo un software di slicing, ma molto di più.
Repetier Host fa parte di una famiglia di software e firmware rilasciati da una software house tedesca composta da appassionati tecnici e stampatori che come quasi tutti hanno iniziato la propria attività con l’uso di stampanti 3D del tipo RepRap Mendel.
Nei vari pacchetti installabili separatamente sono disponibili:
– un firmware dedicato, Repetier Firmware
– un software di slicing Repetier Host, oggetto di questo articolo
– e Repetier Server che permette il controllo remoto via rete della stampante.

Repetier Host v2.0 nuova interfaccia, ma con colori più spenti

Il software di slicing Repetier Host, si è rinnovato proprio in questi giorni e oltre al cambiamento grafico dell’interfaccia, non nascondiamo che in prima battuta preferivamo la più spartana e maggiormente colorata versione precedente. L’icona di connessione alla stampante, di avvio e di stop erano caratterizzate da colori tipici: verde e rosso. Non ci si poteva sbagliare, il pulsante STOP era di colore rosso e quello di START di colore verde.
Ora forse per rispetto ai daltonici è tutto di un colore azzurro, che passa dal chiaro allo scuro. rendendo forse meno accessibile il colpo d’occhio.
Dopo qualche giorno di uso, comunque ci si rende conto che il nuovo tema, non modificabile, è più consono ai computer moderni con i nuovi sistemi operativi
Le novità di Repetier Host, non si fermano di certo al restyling dell’interfaccia grafica. Uno dei vantaggi di questo software di slicing è a nostro avviso il fatto di poter colloquiare con la stampante connessa alla porta USB in tempo reale. E’ in fatti possibile inviare direttamente in stampa un pezzo appena “affettato”, far muovere i motori e il carrello del piatto, alzare o abbassare la temperatura dell’estrusore o del piatto sia da fermi, sia durante la stampa. Bloccare immediatamente una stampa o metterla in pausa. Inviare una serie di comandi GCode alla stampante per studiarne il comportamento o modificarne i processi.
Per fare tutto ciò e molto altro è sufficiente avere i driver di Arduino installati sul proprio computer e collegare la scheda della stampante al pc o Mac. Durante la stampa è possibile vedere in tempo reale il percorso del estrusore e il comporsi layer per layer dell’oggetto da produrre.

Gli Engine di Repetier Host, tanti slicing con una unica interfaccia

Repetier Host, incorpora al suo interno il motore di alcuni pacchetti software gratuiti, quali lo storico, ma sempre meno usato Skeinforge , passando per l’open source CURA oppure Slic3r nella versione originale e in quella modificata da Prusa.
In poche parole con una unica interfaccia è possibilelanciare il processo di slicing, utilizzando diversi motori o “engine” come vengono chiamati dal programma e vedere anche solo a video quale sarà il risultato finale. Studiare quindi dove verranno messi i supporti se necessari e decidere quindi con quale motore procedere alla preparazione necessaria prima della modellazione vera e propria.
Il settaggio dei vari engine contenuti in Repetier Host viene eseguito cliccando sull’icona Configurazione che apre a sua volta o i programmi esterni tipo Slic3r o una altra tab inglobata nel programma nel caso sia scelto Cura Engine.

Slicing con Repetier Host, un esempio reale

Supponiamo di voler stampare alcuni accessori per uno dei droni più rinomati e recenti di casa DJI, il quadricottero Mavic. Alcuni accessori sono già presenti nello store della casa asiatica, ma la fantasia degli stampatori appassionati di droni, non è seconda a nessuno inoltre la soddisfazione di prodursi qualcosa di utile in maniera autonoma, vale moltissimo.
Su Thingiverse si possono trovare moltissimi accessori stampati in 3D per il drone DJI MAvic, prendiamo ad esempio una semplice protezione per gli stick del bellissimo radiocomando del Mavic.

Una volta preso il pacchetto, salvato sul proprio computer e scompattato, si estrarranno i files necessari da dare in pasto al nostro slicer Repetier Host.
Si caricherà il file STL attraverso il click eseguito con il mouse nella iconcina Carica e si vedrà il rendering dello Stick Protection Guard per il DJI MAvic sullo schermo nella parte sinistra.
Il primo tab sulla parte superiore destra è relativo al posizionamento dell’oggetto, sarà quindi possibile orientarlo nei suoi assi, magari per evitare un numero eccessivo di supporti, utilizzando inclinazioni che ne riducano o aumentino la base di appoggio sul piano. Oppure per posizionare l’oggetto sulla diagonale se è più lungo del piatto.
Renderlo inclinato solo da una lato usando i supporti, nel caso anche il posizionamento diagonale non sia sufficiente e ecceda le misure del piatto.
Terminata la fase del posizionamento, se necessaria, si potrà procedere alla delicata fase dello slicing, cliccando sul tab Slicer.
A questo punto, qui si possono apprezzare le possibilità di effettuare lo slicing con diversi motori, come si diceva prima. Per ogni motore è disponibile una ulteriore finestra di configurazione, la quale a sua volta può raccogliere profili differenti.
Senza complicarci la vita, si può tranquillamente partire con i profili standard una volta settato a dovere gli inevitabili parametri obbligatori, quali lunghezza e larghezza del piatto di stampadiametro del filamento, temperature per i diversi materiali.
Supponiamo di voler “affettare” con il motore di Slic3r, vedremo che sarà possibile scegliere dal menu a tendina le varie impostazioni di stampa, preventivamente create, il tipo di stampante, nel  caso se ne possegga più di una.e le configurazione dell’estrusore, sempre per lo stesso motivo.
Scendendo ancora sul parametri di configurazione troviamo le possibilità si sovrascrivere i settaggidel motore di slicing selezionato, quindi in questo caso Slic3r, scegliendo se abilitare i supporti, e il raffreddamento. Impostando la sovrascrittura dell’altezza del layer e la densità del riempimento Infill. Nonchè scegliere il tipo di riempimento per le pareti esterne e interno all’oggetto.

Lo sliicing vero e proprio con Repetier Host

Supponendo di aver correttamente impostato tutti le configurazioni, lanciamo finalmente il processo di slicing cliccando sul bottone Slice con Slic3r. Dopo qualche secondo verremo catapultati nella finestra del rendering con la procedura di slicing eseguita.
Qui sono fornite importanti informazioni, quali una stima del tempo di stampa e della lunghezzadel filamento utilizzato, Sarà inoltre possibile, vedere come viene sviluppata la costruzione di un oggetto in 3D layer per layer muovendo l’apposito cursore.
Questa funzione è utile ai principianti per conoscere come lavora e “pensa” la stampante in 3D durante la fusione e il deposito del materiale estruso.


Prima di procedere al salvataggio del Gcode generato, all’invio dello stesso sulla scheda di memoria della centralina della stampante o all’invio diretto tramite comunicazione seriale alla stampante, è possibile giocare con i parametri di configurazione e sopratutto scegliere quale slicer utilizzare a seconda del tipo di oggetto da stampare.
Nel nostro esempio si tratta di un oggetto molto semplice e non anche cambiando engine di slicing optando per CURA piuttosto che per Slic3r, non cambia né il tempo di stampa, né il consumo di materiale, ma potrebbe variare l’esecuzione finale. E qui solo l’esperienza e tante tante prove, ci diranno quale motore usare a seconda dei risultati ottenuti.

Cambiare il posizionamento dell’oggetto e provare i supporti con tutti gli engine

Supponiamo invee per assurdo di volerlo stampare cambiandone il posizionamento sul piano e inserendo i supporti e valutare come e dove vengono posizionati i supporti dai vari slicer.
Si va quindi nel primo tab, Posizione Oggetto, si sceglie l’icona Ruota Oggetto e si inserisce il valore di 90° sull’asse X al fine di avere un risultato finale simile all’immagine seguente.

Una volta riposizionato l’oggetto ruotandolo, si ritorna nella tab Slicer e si provano gli slicing abilitando i supporti con almeno due diversi engine di “affettatori”. Come vedremo dai risultati a video, i motori lavorano in maniera seguendo logiche differenti. Non è affatto detto che una siamigliore dell’altra. Come si affermava prima è necessario sperimentare e toccare con mano il risultato finale. Tenendo in considerazione tutti i fattori: il tempo necessario, la qualità di stampa, la robustezza della stessa, il numero e il posizionamento di eventuali supporti.

Insomma avere a disposizione un software tipo Repetier Host, con tutti gli svantaggi di avere un engine interno, che nel caso di CURA ad esempio è aggiornato alla versione 15.0.e quando invece la versione più recente è la 2.3.4.beta; in molti casi può essere davvero utile.

Stampa diretta e modifica dei parametri in tempo reale con Repetier Host

Ma arriviamo alla ciliegina sulla torta. Dopo aver scelto grazie al rendering come stampare il 3D  il nostro pezzo di protezione per il radiocomando del drone DJI Mavic, si collegherà il cavo USB alla stampante 3D e al nostro computer, previa installazione dei driver di Arduino al fine di fargli riconoscere la porta seriale e si connetterà la stampante cliccando sull’icona del menu di Repetier Host in alto a sinistra che recita Connetti alla Stampante.


Una volta connessi si potrà cliccare sull’icona Stampa e verranno inviate tutte le informazioni contenute nel GCode alla stampa 3D. ma il bello è che oltre a vedere passo passo come viene realizzata la stampa, è possibile variare i valori delle temperature dell’estrusore o del letto di stampa.la velocità del movimento dei motori o della ventola di raffreddamento.
Sempre in questa tab che si chiama Controllo Manuale, che è raggiungibile una volta connessa la stampante anche senza inviare alcun pezzo alla modellazione, si può giocare con i motori, spostando la testina di stampa, l’altezza del piatto o altre cose, agendo sui vari bottone virtuali come se ci si trovasse di fronte al display LCD con relativi pulsanti e menu di configurazione.

Concludendo a nostro avviso, pur scegliendo per abitudine o pigrizia un certo tipo si slicer, in alcuni caso anzi in molti, vale la pena sperimentare altri programmi per la preparazione di oggetti da stampare in 3D, siano essi droni o parte di droni quali piccoli accessori per il radiocomando, come in questo esempio o parti di supporto per il drone FPV racing.
In alcune configurazioni il risultato finale che più ci piacerà sarà migliore con uno piuttosto che con un altro. Inoltre bisogna considerare che i programmi software si evolvono e i limiti di alcuni in questo momento possono venir superati un domani. Bisogna quindi testare e provare sempre nuove soluzioni.
Questo articolo non vuole essere una guida intera di un software di slicing per stampante 3D quali Repetier Host, per questo infatti esiste la documentazione ufficiale leggibile da qui, ma una base di partenza per conoscere le potenzialità di Repetier Host che come si dice nel titolo è un vero coltellino svizzero per lo stampatore amatoriale.

Alcune immagini prese da Thingiverse relative a costruzioni da stampa in 3D per il drone DJI Mavic