Stampa 3D: Warping & Adesione al piatto – Suggerimenti
Avvii una lunga stampa di sera, tutto sembra andare bene – e al mattino, invece di un involucro pulito, trovi sul piatto di stampa un pezzo mezzo scollato e deformato. Gli angoli sono sollevati, la parte inferiore assomiglia a un piccolo scivolo e, nel peggiore dei casi, l'ugello si è già scavato nel tuo manufatto. Ebbene, noi di 33d.ch vediamo scene simili continuamente in officina – sia con dispositivi entry-level economici che con macchine professionali.
In quasi tutti questi casi ci sono quasi sempre due cause: il warping (cioè i bordi che si sollevano) e un'adesione al piatto troppo debole. Entrambi fanno sì che i progetti vengano eseguiti per ore per poi fallire poco prima della fine – e sì, questo è molto fastidioso, soprattutto quando un cliente aspetta il prototipo.
Abbiamo quindi condensato le nostre esperienze: come si forma fisicamente il warping, quali impostazioni funzionano tipicamente per PLA, PETG e ASA, quali aiuti alla stampa aiutano davvero e dove circolano miti che portano più frustrazione che progresso.
Quelle: Presentazione Propria
Basi & Cause
Cosa succede realmente nel warping
Nella stampa 3D FDM, un termoplastico (es. PLA, PETG o ASA) viene fuso e depositato strato per strato su un piatto di stampa in sottili linee. Durante il raffreddamento, la plastica si restringe leggermente. Se ciò avviene a velocità diverse nei vari strati, le aree superiori tirano quelle inferiori – gli angoli si piegano verso l'alto e si crea il tipico warping.
Parlando tecnicamente, parliamo di tensioni interne dovute a differenze di temperatura superiori all'adesione tra il componente e il piatto di stampa (Fonte). Particolarmente suscettibili sono le parti grandi e piatte e i materiali con maggiore restringimento come ABS, ASA o Nylon, mentre PLA e molti tipi di PETG sono considerati più 'low-warp' (Fonte).
Il primo strato come fondamento
Almeno altrettanto frequentemente la stampa fallisce perché il primo strato non aderisce mai correttamente. Il filamento viene solo appoggiato liberamente, si attacca all'ugello, viene trascinato o si sposta già ai minimi urti (Fonte). Qui giocano un ruolo importante il livellamento del piatto, l'offset Z, la temperatura del piatto, lo sporco (grasso delle dita!) e la scelta della superficie (vetro, PEI, lamiera strutturata) (Fonte).
In pratica, possiamo spesso 'leggere' il successivo andamento della stampa già dal primo layer: se è irregolare, troppo schiacciato o bucato, il rischio di warping aumenta enormemente (Fonte). In 33d.ch ci è voluto un po' prima di abituarci a guardare attentamente i primi due o tre minuti – oggi preferiamo interrompere una stampa in anticipo piuttosto che dover estrarre un pezzo a forma di banana dalla stampante otto ore dopo.
Quelle: makeuseof.com
I segni tipici sono piccoli spazi d'aria tra il pezzo e il piatto o un 'click' udibile quando l'ugello passa sopra i bordi sollevati. Nella letteratura, il warping viene descritto come il sollevamento visibile dei bordi o di intere superfici, che di solito inizia agli angoli dei primi strati (Fonte, Fonte, Fonte). Più il pezzo è grande e piatto, più questi effetti sono pronunciati – soprattutto a temperature di stampa e del piatto elevate.
Un letto riscaldato risolve il problema solo se il primo strato aderisce veramente bene. Se il letto non è livellato correttamente o l'offset Z è troppo alto, il primo strato è troppo lontano (scarso contatto). Se è troppo basso, il materiale viene schiacciato, si forma un 'piede d'elefante' e il filamento può accumularsi lateralmente (Fonte). Inoltre, la temperatura del letto visualizzata è spesso superiore di 5-10 °C rispetto alla temperatura effettiva del vetro o della lamiera (Fonte). E se il letto è anche coperto da impronte digitali o polvere, il filamento ha quasi nessuna possibilità di aderire veramente (Fonte).
Ambiente & Correnti d'aria
Le correnti d'aria agiscono come un turbo per il warping: se un angolo di un pezzo grande si raffredda più velocemente del resto, si restringe maggiormente e si solleva visibilmente (Fonte). Soprattutto con ABS o ASA, anche leggere correnti d'aria da finestre o condotti di ventilazione sono sufficienti per causare crepe e delaminazioni degli strati (Fonte). Per il PLA, molti produttori raccomandano una temperatura ambiente stabile di circa 20-25 °C; grandi sbalzi verso il basso – come una finestra 'aperta solo brevemente' in inverno – aumentano significativamente il rischio di warping (Fonte). Una custodia o almeno un posto protetto dalle correnti riduce questi gradienti di temperatura e rende spesso i risultati notevolmente più riproducibili (Fonte).
Checklist rapida delle cause
Se una stampa si solleva da te, in officina seguiamo solitamente questi punti in quest'ordine esatto:
- Pulire il piatto (isopropanolo o detersivo per piatti) e controllo visivo per graffi o residui.
- Controllare il livellamento e l'offset Z (test della carta o livellamento mesh).
- Osservare il primo strato: aderisce bene, senza spazi vuoti e senza rigonfiamenti?
- Escludere correnti d'aria (finestre, aria condizionata, ventilatori della stampante vicina).
- Controllare la temperatura del piatto nell'intervallo raccomandato e, se necessario, regolarla a passi di 5 °C.
| Sintomo | Causa tipica | Cosa controlliamo per primo |
|---|---|---|
| Gli angoli si sollevano dopo alcuni millimetri di altezza di stampa | Tensioni interne e adesione insufficiente | Attivare il ',brim', pulire il piatto, ridurre la ventola nei primi strati |
| Il pezzo può essere spostato con una leggera pressione del dito | Il primo strato è troppo alto o il piatto è sporco | Correggere l'offset Z, rieseguire il livellamento, sgrassare la superficie |
| Solo un angolo si deforma, solitamente verso l'interno della stanza | Correnti d'aria o forte gradiente di temperatura | Spostare la stampante o chiuderla, chiudere la finestra |
Impostazioni specifiche per materiale
La scelta del materiale e le impostazioni determinano in gran parte quanto una stampa sia suscettibile al warping. Il PLA è considerato relativamente semplice e spesso richiede solo 50-60 °C di piatto per aderire bene (Fonte). Il PETG aderisce in modo significativamente più forte, tende a creare filamenti e può comunque deformarsi in pezzi grandi – soprattutto se il piatto è troppo freddo o il raffreddamento è troppo aggressivo (Fonte). L'ASA è meccanicamente robusto e resistente al calore, ma richiede un piatto molto più caldo (circa 90-120 °C) e beneficia notevolmente di una custodia per tenere sotto controllo il warping (Fonte).
Alcune guide pratiche e dati del produttore indicano come punti di partenza approssimativi: PLA solitamente 50-60 °C, PETG 70-85 °C e ABS 90-110 °C (Fonte). Per il PETG si raccomandano spesso 70-90 °C con un punto ottimale intorno agli 80 °C, soprattutto su vetro o lamiera strutturata (Fonte, Fonte). Per l'ASA, molte raccomandazioni si aggirano intorno ai 90-120 °C di piatto, a volte leggermente ridotte per formulazioni speciali, ma praticamente sempre con un piatto ben preriscaldato (Fonte).
Iniziamo sistematicamente con questi intervalli per i nuovi filamenti e poi procediamo per passi di 5 °C. Documentiamo ogni modifica con una foto del primo strato – così vedrai in seguito immediatamente quale combinazione mantiene i bordi più stabili.
Per il PLA e la maggior parte delle applicazioni PETG, una stanza priva di correnti d'aria è del tutto sufficiente; molti utenti stampano PETG con successo su dispositivi aperti a 70-85 °C di temperatura del piatto (Fonte). Una custodia diventa interessante quando si stampano pezzi PETG grandi o componenti ASA/ABS, in cui le differenze di temperatura possono rapidamente portare a tensioni (Fonte). Per l'ASA, produttori e comunità raccomandano chiaramente una camera chiusa o almeno una protezione antivento improvvisata per mantenere stabile la temperatura ambiente ed evitare crepe negli strati (Fonte, Fonte).
Come testiamo un nuovo filamento in 33d.ch
- Scegliere un piccolo pezzo di calibrazione (ad es. una piastra 60x60 mm con angoli arrotondati).
- Impostare la temperatura del piatto secondo le raccomandazioni del produttore, disattivare la ventola per i primi 3-5 strati.
- Attivare il ',brim', (5-10 linee), ridurre la velocità di stampa per il Layer 1 a 20-30 mm/s.
- Avviare la stampa, osservare e documentare il primo strato (foto, breve nota su temperatura e ventola).
- Modificare un solo parametro per ciclo – altrimenti non saprai più cosa ha veramente aiutato.
Sembra un po' di lavoro, ma a medio termine fa risparmiare un'enorme quantità di tempo, perché in seguito potrai fare affidamento sui tuoi profili materiale.
Aiuti alla stampa & Impostazioni slicer
Quando le basi sono corrette, ma un pezzo fa ancora i capricci, entrano in gioco gli aiuti alla stampa. Un ',brim', è un bordo largo da una o più linee che aderisce direttamente ai bordi esterni del tuo pezzo e aumenta la superficie di appoggio. Questo stabilizza soprattutto componenti stretti o alti e riduce il warping senza dover parcheggiare l'intero pezzo su una base spessa (Fonte). Un ',raft', è invece una piastra multistrato sotto l'intero modello – ottimo per materiali molto suscettibili alla deformazione come ABS o ASA, ma richiede materiale e più difficile da rimuovere pulitamente (Fonte).
In pratica, per PLA e PETG un ',brim', largo è spesso sufficiente, mentre un ',raft', gioca il suo punto di forza su pezzi ASA o ABS grandi e impegnativi. Abbiamo spesso visto un pezzo senza ',brim', deformarsi drasticamente all'80% dell'altezza di stampa – lo stesso lavoro con un ',brim', di 8 linee è rimasto invece completamente piano. Una foto prima/dopo di un pezzo ASA senza e con un generoso ',brim', mostra questa differenza in modo estremamente chiaro.
Quelle: tronxy.com
Vetro più tubetto di Pritt/UHU, rivestimenti PEI, lamiera strutturata o spray adesivi speciali sono tutti collaudati sul campo, ma funzionano meglio a seconda del materiale (Fonte). Per l'ASA, i produttori raccomandano ad esempio vetro, nastro Kapton o Blue Tape in combinazione con lacca per capelli o colle per stampa 3D, per migliorare l'adesione e mantenere comunque un collegamento rimovibile (Fonte). È importante pulire regolarmente il piatto con isopropanolo o detersivo per piatti, per rimuovere grasso e polvere (Fonte). Se una combinazione specifica – ad esempio PETG direttamente su PEI liscio – aderisce troppo forte, un sottile strato di colla in stick può fungere anche da strato distanziatore e rendere i pezzi più facili da rimuovere in seguito (Fonte).
Oltre a ',brim', e ',raft', aiutano soprattutto uno strato iniziale più lento, una leggera maggiore portata e un raffreddamento del pezzo ridotto o disattivato nei primi strati (Fonte). Molte guide orientate alla pratica raccomandano una velocità di 20-30 mm/s e un'estrusione del 105-110% per il Layer 1, in modo che il filamento abbia il tempo di assestarsi (Fonte). Per materiali con alto restringimento come l'ASA, vale la pena un'impostazione della ventola da 0-20% o completamente senza ventola – ma con un piatto caldo e idealmente una custodia (Fonte). Per il PETG, valori moderati della ventola, circa del 30-50%, funzionano bene dopo i primi strati per ridurre lo', stringing', senza aumentare inutilmente il warping (Fonte).
Checklist dello slicer per un primo strato stabile
- Altezza primo strato scegliere leggermente più alta (ad es. 0,20-0,28 mm), per compensare piccole irregolarità.
- Velocità primo strato limitare a 20-30 mm/s.
- Flusso primo strato aumentare leggermente (105-110%), ma solo se lo strato non appare già troppo schiacciato.
- Brim attivare di default per pezzi grandi, piatti o spigolosi.
- Raffreddamento componente lasciare spento o fortemente ridotto nei primi 3-5 strati.
In 33d.ch ci prendiamo l'abitudine di seguire questi punti come un piccolo controllo "pre-volo" prima delle stampe lunghe – questo riduce notevolmente i tentativi falliti.
Miti & Fraintendimenti
Mito 1: "Più alta è la temperatura del piatto, meno warping – quindi basta alzarla al massimo."
Classificazione: piuttosto falso. Un piatto troppo freddo porta spesso a una scarsa adesione e quindi a warping, ma un piatto troppo caldo causa altri problemi come', piede d'elefante',, primi strati troppo molli e pezzi estremamente difficili da rimuovere (Fonte). Le raccomandazioni dei produttori per PLA, PETG e ABS si aggirano tipicamente tra 50-60 °C, 70-85 °C e 90-110 °C – ben lontano da 'tutto a 110 °C' (Fonte, Fonte). Il nostro approccio: partire nell'intervallo raccomandato, quindi regolare a piccoli passi e confrontare i risultati con foto del primo strato – tutto il resto è piuttosto un'ipotesi.
Mito 2: "Il PETG non si deforma mai, il warping è un problema solo con ABS/ASA."
Classificazione: falso. Anche se il PETG ha un comportamento di restringimento inferiore rispetto all'ABS classico, può deformarsi notevolmente in stampe grandi e a temperature del piatto troppo basse – soprattutto agli angoli (Fonte). Le guide pratiche raccomandano quindi sistematicamente un piatto riscaldato da 70-90 °C e spesso un raffreddamento ridotto nei primi strati per evitare il warping (Fonte, Fonte). Nei thread della community si trovano entrambi gli estremi – da 'il PETG non si deforma mai' a 'non riesco proprio a stampare nulla di piano' (Fonte). La differenza sta quasi sempre nelle impostazioni e nell'ambiente, non nell'etichetta sulla bobina.
Mito 3: "Un ',raft', previene il warping in modo fondamentalmente migliore di un ',brim'."
Classificazione: dipende. Un ',raft', offre il massimo contatto con il piatto e nasconde le irregolarità, quindi è in linea di principio molto buono contro il warping – soprattutto con ABS/ASA o pezzi molto grandi (Fonte). Allo stesso tempo, le esperienze della community mostrano che il modello può comunque deformarsi sopra il ',raft', se l'ambiente, le temperature o il raffreddamento non sono corretti (Fonte). Un ',brim', è sufficiente in molti casi, consuma meno materiale, è più facile da rimuovere e modifica meno la parte inferiore (Fonte). In 33d.ch utilizziamo i ',raft', solo quando i ',brim', e le impostazioni pulite non sono più sufficienti.
Mito 4: "Più raffreddamento della ventola aiuta sempre, perché il pezzo si indurisce più velocemente."
Classificazione: piuttosto falso. Un forte raffreddamento della ventola è importante per il PLA, per ottenere dettagli e sottosquadri puliti, ma può peggiorare il warping, soprattutto nei primi strati, perché la plastica si raffredda troppo velocemente e gli angoli si staccano maggiormente dal piatto (Fonte). Molte raccomandazioni prevedono di lasciare la ventola completamente spenta nei primi 3-5 strati e quindi di aumentarla gradualmente (Fonte). Per ABS e ASA, i produttori spesso sconsigliano di evitare quasi del tutto il raffreddamento del componente, poiché può favorire warping e delaminazioni degli strati (Fonte).
Mito 5: "Il warping è semplicemente un segno di una stampante economica, non delle impostazioni."
Classificazione: falso. Naturalmente, le stampanti di alta qualità hanno vantaggi in termini di planarità del piatto, stabilità della temperatura e livellamento automatico, ma il warping nasce principalmente dalla fisica, non dai loghi sul case. Anche i dispositivi costosi mostrano un massiccio warping con temperature errate, troppe correnti d'aria o materiali inadatti (Fonte). Allo stesso tempo, molti problemi su stampanti economiche possono essere notevolmente ridotti se il livellamento, la temperatura del piatto, la colla, il brime e l'ambiente sono ben allineati (Fonte). Una buona foto prima/dopo di una stampante economica prima e dopo la calibrazione è spesso la migliore contro-prova di questo mito.
Quelle: YouTube
Chi preferisce farsi spiegare l'argomento in video troverà molte buone guide passo-passo. Video consigliato: Come risolvere il warping in stampa 3D (inglese) – qui vengono mostrate in modo molto chiaro le cause e le contromisure più importanti.
Applicazione pratica nella vita quotidiana
Per la vita di tutti i giorni in officina o nel seminterrato hobby, un processo chiaro aiuta più di X-esime lista di 'consigli segreti'. Con nuovi setup procediamo in modo approssimativo: prima puliamo a fondo il piatto, poi controlliamo il livellamento (test carta o livellamento mesh) e osserviamo consapevolmente il primo strato lentamente (Fonte). Successivamente, iniziamo con una ragionevole temperatura del piatto nell'intervallo raccomandato e ottimizziamo a passi di 5 °C, scattando foto dei primi strati ogni volta (Fonte, Fonte). Non appena si tratta di pezzi grandi o molto piatti, aggiungiamo ',brim', e – per ASA/ABS – una custodia (Fonte).
Per classificare le informazioni non ci affidiamo a una singola fonte. Dividiamo grossolanamente in tre gruppi: schede tecniche dei produttori e blog tecnici (valori di base per materiale e temperature), test indipendenti come il confronto di PLA, PETG e ASA da parte di CNC Kitchen (proprietà meccaniche e condizioni di stampa realistiche) e thread della community per casi problematici specifici, dove prestiamo attenzione soprattutto ai modelli ricorrenti e alle foto significative (Fonte, Fonte). In questo modo evitiamo che un singolo rapporto sull'esperienza porti il nostro setup in un vicolo cieco.
Quelle: YouTube
Un altro video degno di nota è Guida al primo strato & adesione al piatto (inglese). Video del genere sono una buona integrazione dei propri test – ma non li sostituiscono completamente, perché ogni stampante e ogni filamento reagiscono in modo leggermente diverso.
Nonostante molti articoli e post di blog, ci sono ancora alcune lacune. Ad esempio, esistono tabelle con le temperature del piatto raccomandate, ma solo poche serie di misurazioni liberamente accessibili che esaminano sistematicamente le temperature superficiali reali in diversi punti del piatto – le deviazioni di 5-10 °C tra sensore e superficie del vetro effettiva possono verificarsi (Fonte). Anche per quanto riguarda le custodie, ci basiamo più su valori empirici che su limiti precisi per le temperature ottimali della camera di costruzione per ogni materiale; vengono spesso menzionati 25-40 °C, ma questo non è ancora stato confermato da studi su larga scala (Fonte).
Materiali interessanti, ma ancora poco documentati in modo pulito, sono anche i materiali 'low-warp' o modificati come ABS+, varianti ASA o tipi di PETG caricati. I produttori sottolineano qui un ridotto restringimento, ma dati comparativi indipendenti sono raramente pubblicamente disponibili (Fonte). La nostra raccomandazione: utilizzare le indicazioni del produttore come punto di partenza, ma combinarle sempre con piccoli test personali – soprattutto con nuovi filamenti e combinazioni insolite di superficie del piatto e colla.
In sintesi, warping e scarsa adesione al piatto non sono una maledizione misteriosa, ma il risultato di differenze di temperatura, proprietà del materiale e contatto insufficiente tra il primo strato e il piatto di stampa. Se combini temperature del piatto realistiche, un ambiente stabile, un livellamento pulito, ',brim', o ',raft', usati saggiamente e colle adatte, otterrai PLA, PETG e ASA nella maggior parte dei casi molto bene – e le tue foto prima/dopo lo confermeranno.
Mini-conclusione: 5 cose che puoi provare subito
- Pulire il piatto & controllare il livellamento – nella nostra esperienza, questo da solo risolve già una grande parte di tutti i problemi di adesione.
- Rallentare il primo strato – 20-30 mm/s e un po' più di flusso danno al filamento il tempo di connettersi al piatto.
- Brim come standard per pezzi problematici – tutto ciò che è grande, piatto o spigoloso riceve automaticamente un ',brim',.
- Eliminare le correnti d'aria – spostare la stampante lontano da finestre e ventilatori o utilizzare una semplice custodia.
- Documentare le modifiche – foto, brevi note e profili personali ti risparmiano molta ricerca nella prossima stampa.