Dispensa modellazione 3D

L’ AV V E N I R I S T I C A B O T T E G A D E L L A C R E AT I V I TA’ D I G I TA L E

Corso di MODELLAZIONE e STAMPA 3D Dispensa a cura di

Roberta Fiore

L’ abcd S.r.l. | Via Emanuele Gianturco, 31 | 80146 Napoli | ph. +39 0812327211 | fax +39 0812248225 | P.IVA. 07769051215

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Corso di MODELLAZIONE e STAMPA 3D

Indice Introduzione

pag.

1

Modellazione 3D

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2

Esercizi

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11

Stampa 3D

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21

Materiale Didattico

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25

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Corso di MODELLAZIONE e STAMPA 3D

Introduzione Il corso di Modellazione e Stampa 3D si pone l’obiettivo di insegnare agli studenti una disciplina che è propria della rivoluzione industriale 4.0 che si pone come obiettivo l’inserimento nella vita e nella didattica degli strumenti digitali.

Questo corso insegna a modellare e stampare in 3D, ossia costruire attraverso un software di disegno tridimensionali oggetti che possono essere poi usufruiti grazie alla stampante 3D. Ma chiariamo alcune nozioni di base: Cos’è un MakerSpace?

Si intende un “laboratorio di artigianato digitale” in cui si mettono a disposizione tutte le tecnologie per fabbricazione digitale, tra cui stampanti 3D e macchine a taglio laser, scanner 3D e quant’altro. L’obiettivo è accrescere la creatività, le potenzialità di brainstorming e cooperative learning, di invogliare all’imprenditorialità e sicurezza personale.

Cosa significa modellare in 3D? La modellazione tridimensionale o modellazione 3D è il processo atto a definire una forma tridimensionale in uno spazio virtuale generata su computer; questi oggetti, chiamati modelli 3D vengono realizzati utilizzando particolari programmi software, chiamati modellatori 3D, o più in generale software 3D. Cosa si intende per stampa 3D? Le nuove tecnologie di stampa 3D consentono di produrre oggetti tridimensionali provenienti da un modello digitale solitamente sviluppato in ambiente tridimensionale. Questi vengono prodotti tramite la sovrapposizione perfetta di strati di polimeri condensati in grado di aggregarsi per formare vera e propria materia solida. Il risultato, in poche parole, è la realizzazione di una figura che rispetta tutte e tre le misure nello spazio reale precedentemente realizzata al computer.

A cosa può essermi utile questo corso?

Nell’era digitale, molte delle cose che ci circondano passano attraverso il mondo virtuale: basti pensare ai film d’animazione o di superoi che guardiamo al cinema, che sono realizzati in grandissima parte in CGI, ossia al computer (scene, modelli, caratteri, città); un catalogo di un’azienda di arredamenti non usa più costruire intere stanze per poi fotografarla ma utilizza immagini realizzate al pc che sono fotorealistiche; molti cartelloni o intere pubblicità vengono realizzate in ambiente virtuale.

Il corso si divide in due moduli: - il modulo di Modellazione 3D - il modulo di Stampa 3D L’ abcd S.r.l. | Via Emanuele Gianturco, 31 | 80146 Napoli | ph. +39 0812327211 | fax +39 0812248225 | P.IVA. 07769051215

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Modulo di Modellazione 3D Il Software di Modellazione Solida: Tinkercad

Tinkercad è un programma gratuito di disegno 3D, sviluppato dalla Autodesk: é un software cloud, utilizzabile direttamente da browser web connesso a Internet, è semplice da utilizzare, perché pensato per neofiti del disegno 3D ed è un software di modellazione geometrica, che utilizza solidi come primitive di base.

Accedere a Tinkercad

Per poter utilizzare il software basta registrarsi sul sito e creare un account: i progetti sono salvati su una piattaforma cloud e possono essere resi pubblici e condivisibili con tutti.

Una volta creato l’account, basta accedere con le proprie credenziali e creare un nuovo progetto.

L’interfaccia di Tinkercad

L’interfaccia del software è molto chiara anche a chi approccia al programma per la prima volta: al centro della schermata c’è l’ambiente di modellazione con un Piano di Lavoro che usiamo come riferimento costituito da una carta millimetrata azzurra.

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Modulo di Modellazione 3D Elenco dei progetti. in alto a sinistra c’è il nome del progetto che dobbiamo assegnare ad ogni apertura di un nuovo disegno: basta cliccare due volte sul nome inserito di default dal programma per poterlo modificare.

L’ icona accanto contiene tutti i progetti realizzati con il nostro account.

Metodi di visualizzazione.

ViewCube Vista iniziale Adatta tutto alla vista Zoom in & out Vista ortogonale

Sulla sinistra troviamo il ViewCube di Autodesk, che ci permette di navigare la scena con un click e di poter cambiare vista a seconda dell’esigenza (alto, fronte, sinistra, basso ecc...)

Al di sotto del ViewCube ci sono una serie di simboli: il primo a forma di casa ci porta alla vista iniziale il secondo esegue uno zoom sugli oggetti presenti nella scena Il + e il - ci permette di fare zoom in o zoom out e l’ultimo ci permette di passare dalla vista prospettica alla vista ortogonale (utile quando lavoriamo su una vista ortogonale come “alto” o “fronte”).

Per poter navigare all’interno della scena in modo comfortevole, usiamo principalmente il mouse: • girando la rotellina possiamo fare zoom in e zoom out; • tenendo premuta la rotellina e muovendoci a destra e sinistra eseguiamo un pan, ossia uno spostamento della vista; • con il tasto destro del mouse riusciamo invece ad orbitare, ossia a ruotare la vista a seconda dell’ esigenza (orbit).

Sulla destra ci sono una serie di forme geometriche semplici che possono essere selezionate e inserite nel nostro progetto.

Di seguito l’elenco completo delle forme: - Cubo - Cilindro - Sfera - Scribble - Tetto - Piramide - Tetto Circolare

- Testo - Cuneo - Piramide - Semisfera - Poligono - Paraboloide - Toro

- Tubo - Cuore - Stella - Icosaedro - Anello - Dado - Rombo

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Modulo di Modellazione 3D Selezione

Per selezionare un oggetto basta cliccare sulla forma.

Per selezionare più oggetti clicca sul tasto destro e trascina per far apparire il rettangolo di selezione, oppure clicca su ogni oggetto tenendo premuto Alt sulla tastiera.

Copia | Incolla | Duplica | Cancella.

Quando portiamo un solido qualunque all’interno della scena, i comandi in alto a sinistra passano dal grigio al nero, segno che possiamo usarli.

Copia

Incolla

Duplica Cancella

Annulla

Ripeti

Copia: ci permette di copiare un oggetto; Incolla: ci permette di incollare l’oggetto precedentemente copiato; Duplica: copia e incolla sul posto l’oggetto duplicato; Cancella: ci permette di cancellare l’oggetto selezionato; Annulla: elimina l’ultima modifica al disegno fatto; Ripeti: ripete l’ultima modifica fatta.

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Modulo di Modellazione 3D Modificare le dimensioni di un oggetto

Quando selezioniamo un oggetto appaiono dei puntini bianchi e neri, che chiameremo “maniglie”: tenendo premuto una maniglia e trascinandola nello spazio virtuale possiamo raggiungere la forma dell’oggetto desiderato.

Per cambiare l’altezza di un solido basta tenere premuto sull’unica maniglia bianca in sommità.

Per scalare l’oggetto in maniera uniforme, basta tener premuto Shift sulla tastiera.

Maniglia per modificare l’ altezza

Maniglia per modificare l’ oggetto in pianta

Finestra delle proprietà del solido Ci accorgiamo che un oggetto è selezionato quando si forma un alone azzurro lungo il contorno. Ai lati appare una tabella di proprietà dell’ oggetto che ci permette di scegliere il colore del solido, se esso dev’ essere pieno oppure “vuoto” (argomento approfondito nei paragrafi successivi), se deve avere i bordi arrotondati attraverso lo slider, se deve avere più passaggi.

Si consiglia di non modificare le misure di Lunghezza, Larghezza e Altezza dalla tabella ma agire direttamente sul solido.

Per modificare una o più dimensioni del solido, basterà cliccare prima su una maniglia e poi cliccare due volte sulla misura da modificare e inserire il nuovo valore numerico.

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Modulo di Modellazione 3D Spostamenti e Rotazioni Spostamenti

Per spostare un oggetto all’interno della scena, basterà cliccare sul solido, badando bene a non cliccare su nessuna maniglia per evitare indesiderate modifiche. Quindi cliccando sull’oggetto, tenendo cura di fare click sulla parte dell’oggetto colorata, trasciniamo lungo il piano il nostro oggetto fino alla posizione desiderata.

Per muovere il nostro oggetto lungo un asse, basta tenere premuto Shift sulla tastiera.

Misura di spostamento in unità

Rotazioni

Per ruotare un oggetto, basta cliccare su uno degli archetti che appaiono intorno all’oggetto.

Ruoteranno l’oggetto in maniera differente a seconda dell’asse intorno al quale l’oggetto deve effettuare la rotazione.

Per rotazioni multiple, puntare sulle linee più lunghe che ci permettono di ruotare con gradi multipli di 22,5°.

Linee di supporto per rotazioni per gradi e suoi multipli

Misura di rotazione in gradi

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Modulo di Modellazione 3D I comandi Raggruppa e Separa: Le booleane in Tinkercad

Le operazioni booleane consentono di ottenere delle forme 3d nuove a volte anche moltocomplesse dall’ unione o alla sottrazione di due o piu solidi.

Per ottenerle in Tinkercad bisogna selezionare due o più solidi e cliccare su Raggruppa (Ctrl+G).

Segue un esempio di unione tra due solidi, uno di colore rosso e l’altro di colore arancione.

Nella prima figura, il cilindro è selezionato e costituisce un altro volume che vogliamo unire/addizionare al cubo di partenza. il cilindro è stato ruotato e spostato per raggiungere questa posizione.

Nella seconda figura, i due solidi prossimi all’unione sono entrambi selezionati.

Il pulsante Raggruppa è ora diventato scuro ed è possibile cliccarci sopra.

Nell’ultima figura, i due solidi sono stati raggruppati e sono diventati un unico oggetto di un solo colore.

Ora i due oggetti sono dipendenti tra loro e qualsiasi modifica di forma, scala o posizione riguarderà tutto il nuovo oggetto.

Qualora l’unione tra i due o più oggetti risultasse sbagliata, si può tornare indietro cliccando sul tasto Separa, anche a distanza di diverse operazioni.

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Modulo di Modellazione 3D Nel secondo esempio, l’operazione booleana avviene tra un solido di colore rosso e un altro “vuoto”.

Si precisa che “vuoto” non vuol dire “trasparente”: si intende vuoto il volume che intendiamo sottrarre al volume rosso.

Eseguiamo questa operazione con il comando Raggruppa , selezionando gli oggetti su cui intendiamo procedere con l’operazione.

Nella prima figura, il cilindro è selezionato ed è vuoto, poichè deve creare un buco all’interno del cubo rosso.

Il cilindro è stato ruotato e spostato per raggiungere questa posizione.

Nella seconda figura, i due solidi prossimi alla sottrazione sono entrambi selezionati.

Il pulsante Raggruppa è ora diventato scuro ed è possibile cliccarci sopra.

Nell’ultima figura, i due solidi sono stati raggruppati e sono diventati un unico oggetto di un solo colore.

Il cilindro ha creato un vuoto pari al volume sottrato.

Ora i due oggetti sono dipendenti tra loro e qualsiasi modifica di forma, scala o posizione riguarderà tutto il nuovo oggetto.

Qualora la differenza tra i due o più oggetti risultasse sbagliata, si può tornare indietro cliccando sul tasto Separa, anche a distanza di diverse operazioni.

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Modulo di Modellazione 3D Importare

Importare un oggetto 3D significa portare all’interno della scena un modello disegnato con un altro software 3D o scaricato da qualche piattaforma online.

Possiamo importare file di formato .obj o .stl di dimensione massima di 25 MB. Tinkercad supporta anche file .svg, ossia oggetti in grafica vettoriale. questo ci è utile quando vogliamo importarci loghi o simboli. si può importare scegliendo un file dal browser del pc o trascinando l’oggetto da importare all’interno dello spazio di lavoro.

Esportare

Esportare significa scaricare e destinare il nostro oggetto 3D ad un altro software di modellazione o di Stampa 3D. Possiamo esportare in due formati, .obj che ci permette l’esportazione anche del materiale dell’oggetto, o in .stl, formato adatto per la Stampa3D. se vogliamo destinare il nostro oggetto ad una macchina a taglio laser, lo esporteremo in .svg., e possiamo decidere se esportare tutti gli oggetti in scena oppure solo quelli selezionati.

N.B. SVG è l'acronimo di Scalable Vector Graphics e indica una tecnologia in grado di visualizzare oggetti di grafica vettoriale; OBJ è un formato di file per definire geometrie 3D; STL (STereo Lithography interface format) è un formato di file nato per i software di stereolitografia CAD.

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Modulo di Modellazione 3D Comando Allinea

Il comando Allinea ci permette di allineare due o più oggetti tra loro nelle tre dimensioni.

Gli allineamento possibili sono possibili su uno dei due lati o in base al centro.

Gli oggetti verranno allineati tra loro in base al loro baricentro.

Per far sì che avvenga un allineamento bisogna selezionare almeno due oggetti nella scena: in figura si mostra l’ esempio di un allineamento centrale tra un cubo ed un cilindro. una volta selezionata la posizione, i pallini di riferimento diventeranno grigi. Basterà cliccare fuori dalla selezione per confermare l’allineamento.

Comando Capovolgi

il comando Capovolgi ci permette di specchiare secondo uno degli assi il nostro oggetto. In figura sono mostrate le tre possibilità di variazione che Tinkercad ci mostra in preview attraverso un contorno arancione.

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Esercizi di Modellazione 3D Esercizio n°1 Il primo esercizio aiuta gli studenti a prendere dimestichezza con l’ambiente tridimensionale, con gli spostamenti e le rotazioni e con il View Cube.

L’ oggetto 3D da modellare è un dado.

Focus on: - Dimensionare un oggetto; - Rotazioni intorno agli assi X, Y, Z; - Spostamenti lungo gli assi X, Y, Z; - Duplica in serie su un piano; - Raggruppa;

Forme da utilizzare: - Cubo, per la base del dado; - Cilindro per comporre i numeri delle facce del dado.

Spiegazione step by step.

- Trascinare un cubo sul piano di lavoro e modificare le dimensioni: 30mm x 30mm x 30mm; - Trascinare un cilindro sul piano di lavoro e modificare le dimensioni: 5mm x 5mm x 2mm; - Duplicare per 6 volte il cilindro per ottenere 6 cilindri uguali, in due file da 3, ad una distanza tra i baricentri di 3 mm. Si consiglia di mettersi nella vista dall’alto in modalità ortogonale; - Ruotare e spostare i 6 cilindri per posizionarli su una delle facce del cubo.

Si consiglia di raggruppare i 6 cilindri per muoverli insieme; - Ripetere l’operazione per le altre facce del cubo, sottraendo i cilindri in base al numero della faccia del dado da comporre; - Modificare il raggio del cubo per smussare i lati; - Raggruppare per poter ottenere un oggetto unico.

Variazioni sul tema: Provare a fare in modo che i numeri del dado siano incisi piuttosto che in rilievo; ciò si ottiene con dei cilindri “vuoti”.

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Esercizi di Modellazione 3D Esercizio n°2 Il secondo esercizio è incentrato sulle operazioni booleane, che in Tinkercad sono sempre reversibili perchè conservate in memoria.

L’ oggetto 3D da modellare è una tazza da thè.

Focus on: - Dimensionare un oggetto; - Rotazioni intorno agli assi X, Y, Z; - Spostamenti lungo gli assi X, Y, Z; - Duplica e riduci; - Raggruppa.

Forme da utilizzare: - Cilindro, per creare la tazza; - Toro, per creare il manico.

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Esercizi di Modellazione 3D Spiegazione step by step.

- Trascinare un cilindro sul piano di lavoro e modificare le dimensioni: 20mm x 20mm x 20mm; - Duplicare il cilindro, renderlo “vuoto” e farlo più piccolo dal centro mantenendo le proporzioni, di dimensioni 16mm x 16mm x 30mm; - Allinea i due cilindri dalla vista “alto” rispetto il loro centro; - Sposta verso l’alto il cilindro “vuoto” per creare la base della tazza; - Raggruppa per poter ottenere un oggetto unico.

- Trascinare un toro nella scena; - Ruotare il toro di 90 gradi; - Separa il cilindro sezionato per riprendere il cilindro “vuoto”; - Seleziona con il rettangolo di selezione i 3 oggetti nella scena e fare Raggruppa.

Variazioni sul tema: Provare ad inserire il proprio nome con la forma “Text” sulla tazza.

Si può usare anche la forma “Anello di testo” nell’ elenco “Tutti”.

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Esercizi di Modellazione 3D Esercizio n°3 L’esercizio che segue ha come obiettivo di sfruttare i file .svg per importarci immagini precise attraverso un formato vettoriale.

L’ oggetto 3D da modellare è un Bat-segnale per smartphone.

Focus on: - Dimensionare un oggetto; - Importazione di un file vettoriale .svg; - Spostamenti lungo gli assi X, Y, Z; - Duplica e riduci; - Raggruppa.

Forme da utilizzare: - Cono, per proiettare la luce; - Toro, per creare i manici; - Simbolo di batman attraverso un .svg.

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Esercizi di Modellazione 3D Spiegazione step by step.

- Trascinare un cono sul piano di lavoro e modificare le dimensioni: 45mm x 45mm x 60mm; - Duplicare il cono, renderlo “vuoto” e farlo più piccolo dal centro mantenendo le proporzioni, di dimensioni 43mm x 43mm x 58mm; - Allinea i due cilindri dalla vista “alto” rispetto il loro centro; - Trascinare nella scena un cubo e posizionarlo al centro dei due coni, ad ad un’ altezza di 52mm dal Piano di Lavoro, e renderlo “vuoto”; - Raggruppa per poter ottenere un oggetto unico.

- Trascinare il file .svg (*) del simbolo di Batman nella scena; - Scalare l’oggetto per raggiungere le dimensioni di base di 43mm x 43mm; - Raggruppa il cono e la forma di Batman; - Trascinare nella scena un toro di raggio 15mm e tubo 2mm; - Posizionare il toro a metà altezza del cono e duplicarlo dall’altro lato; - Separa il cono estrapolando le forme “vuote”; - Selezioniamo tutti gli oggetti in scena e clicchiamo su Raggruppa; (*) Come creare un file .svg Per trasformare un file jpg o png in un formato vettoriale .svg, ci si può avvalere di vari convertori gratis presenti in Internet.

Tra i vari, si propone : https://convertio.co/it/ Differenza tra un’ immagine bitmap e una vettoriale Le immagini si distinguono in due principali tipologie, ovvero Bitmap e Vettoriali. Le prime risultano formate da molteplici punti chiamati pixel ed inseriti all'interno di una tabella. Ciascun punto assume uno o più valori che descrivono la colorazione di tutta la fotografia di riferimento. La risoluzione di un'immagine Bitmap è predefinita e si potrà ingrandire fino ad un punto specifico.

Risultando formata da pixel, la definizione della fotografia di tale categoria diminuirà man mano che si procedere al suo ingrandimento.

Le immagini Vettoriali costituiscono invece delle figure geometriche rappresentata attraverso le formule matematiche.

Variazioni sul tema: Provare ad inserire altri tipi di superoi, attraverso la conversione in .svg dei loro loghi.

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Esercizi di Modellazione 3D Esercizio n°4 L’esercizio che segue consiste nella personalizzazione di un oggetto 3D scaricato da una piattaforma online.

L’ oggetto 3D da personalizzare è una cover per smartphone.

Focus on: - Dimensionare un oggetto; - Importazione di un file .obj o .stl; - Spostamenti lungo gli assi X, Y, Z; - Raggruppa.

Forme da utilizzare: - Testo, per il nome; - Forma attraverso un file .svg;

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Esercizi di Modellazione 3D Spiegazione step by step.

- Importare all’interno della scena la cover scaricata da una piattaforma di sharing, in questo caso Thingiverse; https://www.thingiverse.com/thing:2800153 - Trascinare nella scena la forma “Text” e scrivere il proprio nome; - Spostare, scalare e ruotare la forma Text a proprio piacimento; - Rendere Text “vuoto” per creare un buco all’interno della cover; - Trascinare il file .svg (*) del simbolo scelto nella scena; - Scalare l’oggetto per raggiungere le dimensioni desiderate e renderlo “vuoto”; - Raggruppa tutti gli oggetti nella scena; (*) Come creare un file .svg Per trasformare un file jpg o png in un formato vettoriale .svg, ci si può avvalere di vari convertori gratis presenti in Internet.

Tra i vari, si propone : https://convertio.co/it/ Differenza tra un’ immagine bitmap e una vettoriale Le immagini si distinguono in due principali tipologie, ovvero Bitmap e Vettoriali. Le prime risultano formate da molteplici punti chiamati pixel ed inseriti all'interno di una tabella. Ciascun punto assume uno o più valori che descrivono la colorazione di tutta la fotografia di riferimento. La risoluzione di un'immagine Bitmap è predefinita e si potrà ingrandire fino ad un punto specifico.

Risultando formata da pixel, la definizione della fotografia di tale categoria diminuirà man mano che si procedere al suo ingrandimento.

Le immagini Vettoriali costituiscono invece delle figure geometriche rappresentata attraverso le formule matematiche.

Variazioni sul tema: Provare ad inserire altri tipi di forme attraverso la conversione in .svg dei loro loghi; Rendere la forma Text piena per avere il nome in rilievo; Aggiungere forme di vario tipo intorno alla cover per personalizzarla: l’esempio che segue è a tema Disney.

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Esercizi di Modellazione 3D Esercizio n°5 Il quinto esercizio prevede la riproduzione di un oggetto architettonico con riferimento: il Partenone di Atene.

Si consiglia un brainstorming prima dell’ esecuzione del modello sulle modalità attraverso le quali è possibile confezionare il modello (es: forme da utilizzare) Il modello può essere semplificato o complicato a seconda della difficoltà desiderata, aggiungendo o sottraendo dettagli.

Focus on: - Dimensionare un oggetto; - Spostamenti lungo gli assi X, Y, Z; - Duplica in serie in verticale e in orizzontale; - Raggruppa; - Operazioni booleane.

Forme da utilizzare: - Cubo, per la base del tempio; - Cilindri di diversa dimensione per comporre le colonne; - Semisfera per realizzare il capitello in stile dorico; - Tetto, per la trabeazione.

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Corso di MODELLAZIONE e STAMPA 3D

Esercizi di Modellazione 3D Spiegazione step by step.

Colonna: - Trascinare un cilindro sul piano di lavoro e modificare le dimensioni: 4mm x 4mm x 22mm; - Duplicare il cilindro e modificare le dimensioni in 1mmx 1mmx 22mm e renderlo “vuoto”; - Duplicare per 8 volte il cilindro più sottile e posizionarli sul contorno del cilindro grande per poter ottenere la scalanatura dello stile dorico (vedi figura in basso); - Raggruppa il cilindro grande e gli 8 cilindri sottili; - Trascinare una semisfera nella scena di dimensioni 5mm x 5mm x 1,20mm e spostarla sulla sommità della colonna; - Trascinare un cubo nella scena di dimensioni 5,5mm x 5,5mm x 1mm e spostarla sulla sommità della semisfera; - Allinea dalla vista dall’alto in base al loro centro cilindro, semisfera e cubo; - Raggruppare per poter ottenere un oggetto unico.

- Duplicare la colonna 8 volte lungo la X e 17 volte lungo la Y.

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Corso di MODELLAZIONE e STAMPA 3D

Esercizi di Modellazione 3D Trabeazione: - Trascinare un tetto sul piano di lavoro e modificare le dimensioni in 66mm x 148mm x 22mm; - Posizionare il tetto sulla sommità delle colonne; - Duplicare il tetto e scalarlo in maniera uniforme di dimensione più piccola e di colore “vuoto”; - Raggruppare i tetti per ottenere l’effetto della cornice della trabeazione.

Stilobate: - Trascinare un cubo sul piano di lavoro e modificare le dimensioni in 66mm x 156mm x 0,8mm; - Posizionare il cubo sotto le colonne; - Duplicare il cubo, spostarlo verso il basso di 0,8mm e scalarlo in maniera uniforme di dimensione più grande; - Duplicare ancora una volta; - Raggruppa i tre cubi della base.

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Corso di MODELLAZIONE e STAMPA 3D

Modulo di STAMPA 3D La Stampante 3D Makerbot Replicator Mini+ Makerbot è un’azienda che produce Stampanti 3D semplici da usare assicurando un grande risultato, adatto a professionisti, educatori e studenti. Il software incluso rende il processo di stampa3D intuitivo e semplice da impostare, assicurando una stampa ottimale già con le impostazioni di default.

Accendere la stampante Makerbot

Il tasto di accensione della stampante Makerbot Replicator Mini+ è sulla parte laterale. Per connetterla al pc basta collegare la prima volta stampante e pc con il cavo usb e procedere con l’installazione da manuale. E’ possibile connetterla sia via cavo che via wifi, e controllarla anche da smartphone.

Le componenti principali della stampante

La stampante è composta principalmente da tre componenti: • Estrusore Smart Extruder+ • Bobina di PLA • Piatto di stampa

Smart Extruder+ Consiste nel blocco estrusore attraverso il quale passa il filamento di pla che si scoglie ad una temperatura di circa 215° e si deposita sul piatto “costruendo” l’oggetto.

Bobina di PLA L’ Acido Polilattico (PLA) è una plastica biodegradabile costituita da risorse naturali rinnovabili, atossico e inodore. L’estrusore richiede lo spessore di 1,75mm.

Piatto di Stampa La base su cui verrà stampato l’oggetto: non si riscalda ed è facilmente removibile. Inoltre è leggermente flessibile per consentire una migliore rimozione dell’oggetto.

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Corso di MODELLAZIONE e STAMPA 3D

Modulo di STAMPA 3D Tipologia di stampante La Makerbot Replicator Mini+ è una stampante di tipologia FFF. La Fabbricazione a Fusione di Filamento (in inglese FFF fused filament fabrication) è una tecnologia di produzione additiva usata comunemente per la modellazione, la prototipazione e la produzione di oggetti diversi. L’FFF lavora su un principio “additivo” rilasciando il materiale su strati.

Un filamento plastico è srotolato da un rocchetto che fornisce il materiale ad un ugello di estru sione da cui si può avviare e fermare il flusso di plastica fusa.

L’ugello è riscaldato per poter sciogliere il materiale e può essere spostato sia in direzione orizzontale che verticale da un meccanismo di controllo numerico, controllato direttamente da un software. Mentre si depositano i vari strati, il piano di lavoro (asse Z) si modella a seconda della dimensione dello strato (layer) che si vuole ottenere.

Gcode e software di slicing I GCode è un file usato per comporre una lunga sequenza di comandi per descrivere il lavoro di una macchina utensile in modo preciso e ripetibile. A volte si sente anche parlare di linguaggio di programmazione “G”. Ogni istruzione corrisponde a un’azione della macchina.

Lo slicing (“affettare”, in inglese) è una delle fasi principali del processo che consente di passare da un modello tridimensionale di un oggetto alla sua realizzazione con una stampante 3D. Nella fase di slicing, il modello tridimensionale viene tradotto in una serie di “fette” (in inglese viene generalmente tradotto con “layer”, strato) piane orizzontali, che saranno poi realizzate una sopra l'altra, per deposizione di materiale fuso, dall'estrusore della stampante.

Sarà il software di slicing Makerbot a generare il Gcode per azionare la stampante 3D.

Bobine di PLA e sostituzione Le bobine di PLA esistono di vari colori in commercio, di varia resistenza meccanica e finitura finale. La stampante Makerbot Replicator Mini+ stamperà un oggetto di un unico colore, a meno che non si sostituisca la bobina, mettendo in pausa la stampa.

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Corso di MODELLAZIONE e STAMPA 3D

Modulo di STAMPA 3D Il Software Makerbot L’interfaccia del software è composta da pochi e semplici simboli.

Al centro della schermata c’è la riproduzione del piatto della stampante che ci aiuta a capire se il nostro oggetto rientra nei margini di stampa.

Calcola la durata e il dispendio di pla necessario per la stampa.

Fornisce informazioni sulle unità di misura del modello.

Mostra le impostazioni di stampa.

Aiuta il posizionamento del modello sul piatto di stampa.

Permette di ruotare il modello rispetto i tre assi.

Consente di scalare il modello in maniera uniforme e non.

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Corso di MODELLAZIONE e STAMPA 3D

Modulo di STAMPA 3D Importare un modello Cliccando nel menù a tendina, possiamo importare modelli con “insert file” o direttamente trascinando il file all’interno dell’ ambiente 3D. Quando siamo sicuri di aver posizionato, ruotato ed eventualmente scalato correttamente il nostro oggetto, possiamo procedere con le impostazioni di stampa più ottimali per il nostro oggetto 3D. Le impostazioni ottimali cambiano da oggetto in oggetto e dipendono principalmente dalla geometria.

Non esiste una regola unica per ottenere una stampa efficiente e conveniente: bisogna valutare di volta in volta il caso.

Spesso, anche solo ruotare correttamente un oggetto sul piatto, ci evita spreco di PLA e tempo.

Le impostazioni di stampa sono fondamentali.

Modalità di stampa Sulla rotellina possiamo cambiare i valori di alcuni parametri già preimpostati dal software della stampante. E’ possibile salvare queste impostazioni e caricarle quando è necessario.

Le due modalità di default sono : Balanced : modalità standardi di stampa che prevede alta qualità e tempi contenuti.

Draft : favorisce la velocità rispetto alla qualità. E’ ottimale per stampe di prova.

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Corso di MODELLAZIONE e STAMPA 3D

Modulo di STAMPA 3D Le impostazioni di stampa Esistono una serie di parametri di stampa che ci permettono di ottenere una stampa ottimale dal punto di vista dell’economicità sia dal punto di vista del dispendio di materiale che di tempo.

La tabella che segue mostra i principali parametri utili.

Density e Pattern

Si può aumentare o diminuire la densità dell’oggetto stampato e modificarne la struttura di riempimento (dalla forma di diamante al quadrato);

Base Layer

Si consiglia di porre al di sotto della stampa uno strato che garantisce l’ aderenza tra piatto e oggetto stampato. La base ha una diversa consistenza rispetto l‘oggetto stampato: infatti è meno resistente e denso, cosicchè possa essere rimosso senza l’ ausilio di strumenti.

Lo strato di base può essere di diverse tipologie: • Brims : ossia uno strato che la stampante costruisce intorno al primo livello stampato di variabile larghezza, a seconda dell’impostazione che si inserisce. si può scegliere se mettere le “tese” esterne oppure interno (qualora l’oggetto fosse cavo”; • Raft : è una robusta piattaforma che precede la stamp del primo livello di stampa.Anche di esso si può decidere densità, spessore e distanza dall’oggetto.

• Padded base : è un’ alternativa del Raft, per risparmiare tempo e materiale.

Si può combinare una base formata da Brims e Padded Base;

Support

I supporti ci aiutano quando il modello ha delle sporgenze sotto le quali non c’è nessun livello su cui possa poggiarsi il pla (con il conseguente rischio di crollo del materiale e del disfacimento dell’intera stampa). Sono di facile rimozione grazie alla bassa densità impostata.

I supporti si generano automaticamente quando l’angolo di sporgenza supera i 68° (quando la casella dei supporti è spuntata);

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Modulo di STAMPA 3D Number of Shells

Sono i numeri degli strati “ a cappotto” che irrigidiscono l’oggetto stampato. Se ne raccomandano due per una stampa efficiente;

Travel Speed

E’ la velocità media che raggiunge l’estrusore. In media raggiunge i 150mm/s. Essa va cambiata a seconda dell’oggetto in base alla quantità di punti critici nel modello;

Extruder Temp

E’ la temperatura che raggiunge l’estrusore per sciogliere il pla depositato, ed è in media di 215°;

Filament Diameter

Corrisponde al valore di 1,75 mm;

Retraction Distance

Aggiusta il valore di quanto il filamento viene retratto nell’estrusore prima di un nuovo movimento;

Roof and Floor

Sono rispettivamente le superfici di tetto e piano dell’oggetto: si possono regolare gli spessori.

Anteprima di stampa Dall’ anteprima di stampa, è possibile conoscere la durata di una stampa, il pla impiegato necessario espresso in grammi, la sua percentuale rispetto la bobina totale.

Inoltre il software ci mostra il modello sezionato nei vari layer ( in verde ) , i movimenti che effettuerà l’ estrusore durante il processo di stampa, i supporti che abbiamo eventualmente inserito con diverso colore di visualizzazione ( giallo ), ci da una preview della densità del modello, delle shells impostate e del suo disegno di trama.

Si può avviare la stampa cliccando su Print oppure rivedere le impostazioni di stampa fino alla convenienza desiderata.

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Materiali didattici Shortcut Key di Tinkercad

KEYBOARD SHORTCUTS Legenda:

MUOVERE OGGETTI

Ctrl =

Cmd

/

Alt

=

Option

PROPRIETÀ DELL’OGGETTO

(Usando la tastiera)

/

/

/

Transparenza

T

Muovi lungo l’asse Z

Ctrl

+

/

Trasforma oggetto in Buco

H

Spostamento x10 lungo assi X/Y

Shift

+

/

/

/

Trasforma oggetto in Solido

S

Ctrl

+

Shift

+

/

Blocca o sblocca oggetti

Ctrl

+ L

Nascondi oggetti

Ctrl

+ H

Mostra tutti gli oggetti nascosti

Ctrl

+

Copia oggetti

Ctrl

+ C

Incolla oggetti

Ctrl

+ V

Duplica oggetti sul posto

Ctrl

+ D

Cancella oggetti

Del

Annulla

Ctrl

+ Z

Ripeti azione

Ctrl

+ Y

Ripeti azione

Ctrl

+

Raggruppa oggetti

Ctrl

+ G

Separa oggetti

Ctrl

+

Ctrl

+ A

Muovi lungo gli assi X/Y

Spostamento x10 lungo asse Z

KEYBOARD + MOUSE SHORTCUTS (Tieni premuto i tasti, tpoi clicca e trascina il mouse)

Alt

Duplicare oggetti Seleziona oggetti multipli

Shift

Rotazioni a 45°

Shift

+ Tasto sinistro del mouse (Tieni premuto mentre ruoti)

Alt

+ Premi la maniglia laterale

Scala in due direzioni

Alt

+ Premi la maniglia nell’ angolo

Shift

+ Premi la maniglia laterale

Scala uniforme in tutte le direzioni

Alt

+

Shift

+ Maniglia nell’angolo

Scala uniforme in tutte le direzioni

Alt

+

Shift

+ Maniglia superiore

VISUALIZZAZIONE (con l’aiuto del mouse)

Tasto destro del mouse

Orbita la vista Orbita la vista

Ctrl

Pan della vista

Shift

Pan della vista

Ctrl

Zoom in o out della vista

+ H

+ trascina con il tasto sinistro del mouse

Scala in una direzione

Scala uniforme

Shift

+ Tasto sinistro del mouse + Tasto destro del mouse

+

Shift

+ tasto sinistro

Ruota la rotellina del mouse

STRUMENTI E COMANDI

Allinea oggetti

L

Capovolgi/Specchia oggetti

M

Seleziona tutti gli oggetti Inserisci un Righello

Zoom-in

+

Inserisci un Piano di Lavoro

Zoom-out

-

Lasciare oggetti sul piano

Adatta oggetti selezionati alla vista

F

R ( (premi

Shift

Shift

Shift

Shift

+ Z

+ G

angolo al centro ) perftcapovolgere la direzione)

D

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