In questa serie di articoli descriverò dettagliatamente come si costruisce e come funziona una stampante 3D. La Guida è così suddivisa:
1°Parte: Overview e acquisto materiale
2°Parte: Assemblaggio
3°Parte: Accensione e calibrazione.

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Parte 1°: Overview ed acquisto materiale

Se siete arrivati fino qui, probabilmente saprete già che cosa è una stampante 3D. E avrete sicuramente già visto quanto costano quelle in vendita! Non per tutte le tasche. Un povero studente come me non ha chances. Eppure è possibile costruirsi una stampante open-source a basso costo, cioè a meno di 400€.
La comunità open-source che ruota intorno alle stampanti è molto grande e sviluppata, e la potete trovare a questo sito: RepRap. La stampante che io ho deciso di costruire è la Prusa Mendel i2, che è di gran lunga la più semplice e la più economica. Potete trovare tantissima documentazione su internet. Il bello delle stampanti open-source è che, oltre ad essere “eticamente superiori”(haha!) sono altamente personalizzabili e modificabili. Quindi è possibile partire da una stampante relativamente economica e “rozza” per poi pian piano svilupparla fino a farla diventare un mostro di precisione e grandezza!
Avere una stampante 3D, oltre ad essere molto cool, è un investimento per il futuro: quanto pensate che passerà prima che tutti avranno la loro piccola stampante in casa? Un giro su Thingverse vi convincerà di quante sono già le cose che si possono stampare e di quante ne potrete stampare. Un nuovo case per il cellulare? Una gruccetta nuova per l’appendiabiti? Un nuovo giocattolo per il figlio del vicino? Le idee sono mille e molteplici, e presto si perde la strada nelle varie pagine piene di modelli 3D. Prossimamente farò pure una lista di “must” da stampare.

Per entrare nel dettaglio dei pezzi, una stampante è composta dalle seguenti categorie: hardware(bulloni, stecche, ecc…) per fare la struttura; elettronica(arduino, sanguinololu) per guidare i 5 motori per fare da “cervello”; parti stampate che compongono le giunture(ebbene sì, avete bisogno di un’altra stampante per crearne una voi! E la domanda sorge spontanea: è nata prima la stampante o le parti stampate?); un estrusore(+hot end) che servirà a scaldare la plastica e a depositarla sopra un piatto; un alimentatore e (opsionale) un piatto riscaldante(onde evitare il fenomeno del warping(cioè le stampe si piegano e gonfiano).

Il mi consiglio è qullo di comprare pezzi da diversi rivenditori per cercare di tenere il prezzo totale più basso possibile. Occhio ai costi di spedizione che possono far salire di molto il costo della stampante. Comprare un kit con tutti i pezzi è sicuramente più facile, risparmiando così molto tempo speso nella ricerca su internet dei prezzi migliori, ma ovviamente porta ad un costo maggiore dell’ oggetto. Se volete kit completi, potete trovarli in molti negozi on-line, ad esempio questo italiano KentStrapper;

Guida all’ Acquisto del Materiale: Se invece avete intenzione di risparmiare e comprare da differenti rivenditori, leggete quanto segue.

1-Hardware:
Personalmente ho trovato molto più conveniente andarselo a comprare in un negozio fisico vicino a casa , in quanto questi oggetti(specialmente le stecche trafilate) sono pesanti e possono far salire di molto il costo della spedizione. Tutte le viti, dadi, bulloni e probabilmente pure le stecche le potete sicuramente trovare in qualche ferramenta più fornita. Unica eccezzione è fatta dai cuscinetti, gli LM8UU. Questi si ordinano facilmente su internet ed è improbabile trovarli in commercio al dettaglio. Io li ho ordinati direttamente su ebay. Ve ne servono 11. Qualunque sia, internet o ferramenta, vi servirà un foglio dettagliato con tutto quello che vi serve. Guardate questo, è una lista di tutta la ferramente necessaria e qualcosa in più per lasciare spazio ad errori.
Dei consigli: per le barre trafilate da 8mm è un po’ un pasticcio. In ferramenta non si trovano. Io personalmente sono andato in un azienda che vende ferro e me ne hanno venduto uno da 6m(è lo standard per l’industria), ma molto velocemente lo ho tagliato con la sega elettrica che avevano loro per le dimensioni che volevo. Questa cosa mi ha risparmiato molto: il tondino lo ho pagato 5€. Se lo prendete già tagliato su internet vi costerà molto di più.(Suggerimento by Sinimar: le barre prendetele in acciaio temprate e rettificate, oppure cementate e rettificate oppure cromate e rettificate. Quelle in solo ferro si rovinano subito a causa dello scorrimento dei cuscinetti che le riga)
Per le barre filettate invece non c’è problema, le trovate direttamente in ferramenta.
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2-Motori:
I motori costano, e sopratutto quelli che servono a noi, gli stepper motor. Io ne ho comprati 5 usati tirati fuori direttamente da una stampante(normale!) per fotocopie vecchia e quindi me la sono cavata con 35€. Quelli che state cercando sono NEMA17. Ce ne sono molti diversi sotto questa categoria, e più o meno uno vale l’altro. L’importante è che il motore che monterete sull’estrusore abbia almeno 40N/cm di torsione, e che abbiate almeno 2 motori uguali in tutto(saranno quelli che monterete sull’asse Z e che verranno gestiti dallo stesso motor controller. Per tutti i motori(tranne quello dell’estrusore) più o meno qualsiasi forza di torsione va bene. Ve ne servono 4 “deboli” + 1 “forte” = 5 motori. Aspettatevi di spenderci circa 80€ se li comprate nuovi.
Insieme ai motori dovrete ordinare pure delle rondelle bucate in mezzo che si possano infilare negli alberi degli stepper motor e delle cinghie di plastica del tipo T2.5 (per farvi capire guardate questo). Queste vi serviranno per connottere il movimento dei motori ai due carrelli, quello che si muove sulla X e quello sulla Y. Ve la dovreste cavare con 10€/20€
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3-Elettronica:
In questo campo dovete operare una scelta. Ci sono diverse elettroniche in commercio, tutte pensate appositamente per la stampante. La parte del leone è sempre fatta dalla scheda Arduino che gestisce tutto. Purtroppo da sola non ce la può fare a gestire 5 motori passo passo, quindi abbiamo bisogno di una scheda ulteriore che viene comandata dalla Arduino e che serve a gestire i motori tramite delle ulteriori schede(che vengono montate sopra a loro volta) che si chiamano motor controllers. Di schede che fanno questo ce ne sono molte, ma due sono le maggiori: RAMPS e Sanguinololu.

-RAMPS: Tra le due è la più potente in quanto può comandare fino a 5 differenti motor controller, ma costa di più in quando richiede un Arduino Mega. La RAMPS viene montata sopra l’Arduino come uno shield. Sopra la RAMPS vengono montati a loro volta i motor controller, che poi saranno connessi ai singoli motori. Anche se ora non serve, il 5° motor controller può essere utilizzato per diverse funzioni, tra cui quella di avere un estrusore addizzionale(per stampare in due colori differenti). Il costo si aggira tra i 100€ e i 120€
-Sanguinololu: Questa scheda è stata progettata dalla Pololulo per gestire da sola una stampante 3D. Non vi servirà un Arduino Mega in quanto esso è già integrato in questa scheda. E’ una soluzione un po’ più economica ma più difficile da assemblare, in quanto è presente un componente molto ostico da saldare. Per ulteriori informazioni, vedere >qui<. Nel caso potete ordinarla con questo componente già saldato. Questa scheda può solo ospitare 4 motor controller, ma sono più che sufficienti per far finzionale la nostra stampante.

Qualunque sia la vostra scelta dovete essere sicuri di comprarvi anche degli end-stop(probabilemte sono compresi con l'acquisto della pcb, ma assicuratevi), cioè dei sensori per capire quale è la posizione base dei vostri carrelli sugli assi. Cioè quando dite al carrello che sta sulla X di andare nella posizione "casa" cioè quella iniziale, lui scorrerà verso sinistra fino a che non toccherà un sensore che gli dirà di fermarsi. Conoscendo la sua posizione così può iniziare a stampare.
Ci sono due tipi di end-stop: meccanici e ottici. Io consiglio vivamente quelli meccanici, in quanto molto più facili da implementare e con una durata e resistenza più elevate.
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4-Parti Stampate:
Bhe, è nata prima la gallina o l’uovo? Prima la stampante o le parti stampate? Queste vi serviranno in relazione all’hardware, per montare la vostra stuttura(vengono usate sopratutto per fare le giunture). Però finché non avrete costruito la vostra stampante, non potete stamparle…e quindi per ora dovrete accontentarvi di comprarle. Ebay è un ottimo posto dove trovarle, ma il forum RepRap è il punto dedicato dove appassionati come voi sono pronti a vendere i loro kit stampati: Forum RepRap. Inoltre potete dare un occhiata a questo sito dove ci sono molti kit: eMaker. Voi state cercando(se state seguendo questa guida) un kit per una Prusa Mendel i2. Bisogna far notare che i pezzi non sono di molto differenti dalla Mendel standard, e che probabilmente entrambi i kit possono funzionare. Comunque per questo non dovreste spendere più di 50€/60€.
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5-Varie:
Bhe, vi serviranno tanti attrezzi come pinze, cacciaviti, calibro, livella, filo a piombo, per montare e calibrare la vostra stampante. Ah, ed anche il multimetro servirà per regolare il voltaggio dei motor driver. Inoltre un po’ di nastro di kampton sarà utile per isolare l’estrusore e per evitare che le cose stampate si attacchino troppo al letto di stampa. E ovviamente vi servirà il filamento (della dimensione giusta che avete scelto! 3mm o 1.75mm!) come materia prima di stampa! Inoltre se avete deciso di stampare in ABS e volete un letto scaldante, ordinate pure quello.
Un altra cosa inportante è l’alimentazione: vi servirà un alimentatore che possa portare almeno 8A a 12V. Se lo prendete nuovo dovrete spenderci circa 40€. Un metodo migliore è quello di tirarlo fuori dal vecchio computer PentiumII che avete in cantina. Si, proprio quello che usavate 10 anni fa. Ora non serve più a nulla, però l’alimentazione è utile ed è proprio quello che cercate! Viva i cari vecchi computer! Se non lo avete ne trovate sicuramente qualcuno chiedendo ai vicini o a conoscenti. Se per caso avete deciso di usare il letto scaldante 8A non vi basteranno, e quindi ne dovrete comprare uno nuovo da 16A.