Guida agli ugelli per la stampante 3D

Quando si affronta il tema della stampa 3D, ci sono tantissimi fattori da considerare. Prima di iniziare a stampare bisogna innanzitutto esaminare le possibilità della propria stampante e le impostazioni da settare per ottenere i migliori risultati di stampa possibili e per preservare la durata del dispositivo. Una parte importante e spesso sottovalutata della stampante 3D è l' ugello, a cui spesso viene prestata poca attenzione. Anche se l'ugello di una stampante 3D è un componente molto piccolo, ha un'influenza significativa sulla velocità e sulla qualità di stampa.

In questa guida completa vorremmo spiegarti cos'è un ugello per la stampante 3D, in cosa differiscono i diversi tipi di ugello e, soprattutto, come scegliere l'ugello giusto per le tue esigenze.

In fondo a questo post troverai anche il nostro nuovo video su YouTube, in cui riassumiamo i vantaggi e gli svantaggi di diversi tipi di ugelli e mostriamo come puoi cambiare facilmente l'ugello sulla tua stampante 3D.

Cos'è un ugello e a cosa serve?

Il cosiddetto "Nozzle" è l'ugello della stampante 3D, un componente che si trova sull'hot-end e attraverso il quale passa il filamento riscaldato che viene stampato sul piano di stampa. Nella maggior parte delle stampanti 3D l'ugello è un componente che può essere sostituito. A seconda dei requisiti, cambiare l'ugello della stampante può essere molto utile, quindi dovresti assolutamente provare a stampare con diversi ugelli.

In che modo differiscono gli ugelli della stampante 3D ?

Una distinzione di base tra gli ugelli considera le seguenti proprietà:

• il diametro dell'ugello
• il materiale con cui è prodotto

A seconda del materiale e del diametro dell'ugello, questo soddisfa diversi requisiti di stampa. Vediamo come.

Diametro ugello

Gli ugelli delle stampanti 3D sono disponibili in diversi diametri, solitamente da 0,1 a 2,0 mm. Il diametro di un ugello determina anche la possibile altezza dello strato e quindi indirettamente la velocità di stampa, perché:

fondamentalmente, si tratta di quanto filamento viene estruso e quanto velocemente.

Di norma, i valori di altezza massima dello strato non devono superare l'80% del diametro dell'ugello. Ad esempio, un ugello da 0,4 mm ha un'altezza massima dello strato consigliata di 0,32 mm.

Se vuoi sapere quale altezza massima e minima dello strato puoi stampare con il tuo ugello, usa la seguente regola pratica:

⇒ Altezza massima dello strato = 0,75 * diametro dell'ugello ⇒ Altezza minima dello strato = 0,25 * diametro dell'ugello

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Ugello da 0,4 mm di serie

Nella maggior parte delle stampanti 3D, l'ugello da 0,4 mm è diventato lo standard, poiché di solito viene installato in fase di produzione e offre un buon equilibrio tra risoluzione, precisione e velocità di stampa.

Ugelli piccoli <0,4 mm

Gli ugelli piccoli sono ideali per la produzione di oggetti con dettagli molto fini e precisi e tracce tra gli strati appena visibili.

Poiché il diametro dell'ugello è così piccolo, i tempi di stampa sono più lunghi rispetto, ad esempio, a un ugello da 0,4 mm. Inoltre i materiali speciali, come i filamenti caricati con altre particelle, non possono essere lavorati con gli ugelli piccoli. Anche il rischio di intasamento dell'ugello è molto maggiore rispetto a quello degli ugelli più grandi.

Ugelli grandi> 0,4 mm

Gli ugelli di grandi dimensioni garantiscono un flusso maggiore di materiale, quindi maggiore altezza dello strato e tempi di stampa ridotti. L'estrusione di strati più alti conferisce alle stampe una maggiore stabilità, ma i modelli non saranno finemente rifiniti e ricchi di dettagli. Gli ugelli più larghi, inoltre, difficilmente si intasano e sono quindi ideali per materiali speciali come legno, fibra di carbonio o filamenti Glow-in-the-Dark.

Grazie alla possibilità di stampare velocemente, gli ugelli di grandi dimensioni sono particolarmente consigliati per la prototipazione rapida.

⇒ Nota: quando si stampa con un'altezza dello strato di 0,4 mm, il tempo di stampa è quasi dimezzato rispetto ad un'altezza dello strato di 0,2 mm.

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Materiali degli ugelli

A causa della loro conducibilità termica relativamente elevata, gli ugelli delle stampanti 3D sono realizzati con metalli diversi che influenzano il processo di stampa 3D in vari modi. Poiché ci sono filamenti che hanno proprietà abrasive e quindi possono consumare alcuni tipi di metallo più velocemente rispetto ad altri, il materiale dell'ugello deve essere selezionato di conseguenza.

Di seguito elenchiamo diversi materiali con cui vengono attualmente prodotti gli ugelli ed i loro relativi vantaggi e svantaggi. Potrai così avere una panoramica sulle differenze.

• Ugelli in ottone

→ max 300 °C

L'ottone è il materiale più comunemente usato per gli ugelli per la stampa 3D. QUesto materiale offre un'eccellente conducibilità di calore a un costo relativamente basso. Tuttavia, durante la lavorazione di filamenti abrasivi, ad esempio con fibre di legno, carbonio o metallo, un ugello in ottone si consuma molto rapidamente e diventa impreciso.

Per proteggere il materiale relativamente morbido dall'abrasione eccessiva e per ridurre l'attrito tra il filamento e l'ugello, un ugello in ottone può essere rivestito con nichel o cromo.

Vantaggi:

• basso costo
• elevata conducibilità termica

Svantaggi:

• bassa resistenza all'usura
• non adatto per materiali altamente abrasivi

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• Ugelli rivestiti

→ max 500 °C

Per proteggere il materiale relativamente morbido dall'abrasione eccessiva e per ridurre l'attrito tra il filamento e l'ugello, sono disponibili ugelli in ottone o rame con un rivestimento in nichel o in cromo.

Oltre alla migliore resistenza ai graffi, il rivestimento aumenta notevolmente anche la resistenza alla temperatura dell'ugello.

Vantaggi:

• maggiore resistenza all'usura rispetto al normale ottone o rame
• versatilità
• resistenza alle alte temperature
• elevata conducibilità termica

Svantaggi:

• non duro quanto l'acciaio temprato
• non adatto per uso permanente con materiali abrasivi

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• Ugelli in acciaio

→ max 500 °C

L'acciaio è un altro materiale popolare per gli ugelli, perché offre una resistenza all'usura leggermente migliore rispetto agli ugelli in ottone. Inoltre, in una certa misura, l'acciaio impedisce alla plastica fusa di attaccarsi alle superfici dell'ugello e di contaminare la stampa con il piombo, come spesso accade con gli ugelli in ottone. Gli ugelli in acciaio sono quindi teoricamente adatti per materiali adatti per il contatto con gli alimenti.

L'acciaio consente di lavorare una gamma più ampia di filamenti, ma non è consigliato se di utilizzano frequentemente i filamenti abrasivi. L'acciaio ha inoltre una minore conducibilità termica rispetto all'ottone.

Vantaggi:

• migliore resistenza all'usura rispetto all'ottone
• può essere utilizzato per filamenti adatti al contatto con gli alimenti

Svantaggi:

• conducibilità termica inferiore rispetto all'ottone
• resistenza all'usura inferiore rispetto all'acciaio temprato

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• Ugelli in acciaio temprato

→ max 500 °C

Gli ugelli in acciaio temprato sono un upgrade molto utile per la stampante 3D in quanto sono abbastanza resistenti ad un uso frequente di materiali abrasivi (10 volte più resistenti all'usura rispetto agli ugelli in ottone) e offrono letteralmente anni di utilizzo senza sostituzione.

Tuttavia, questo materiale ha una conduttività termica ancora inferiore rispetto ai due materiali precedenti ed è più costoso da acquistare. Poiché la superficie interna dell'ugello non è liscia come altri materiali dell'ugello "più morbidi", ciò può comportare una scarsa qualità di stampa.

Vantaggi:

• elevata resistenza all'usura
• molto durevole
• adatto per materiali abrasivi

Svantaggi:

• bassa conducibilità termica
• qualità di stampa inferiore
• costo più alto

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• Ugelli in rubino / Brass Ruby Nozzles

→ max 550 °C

Gli ugelli con la punta in rubino appartengono alla classe di lusso degli ugelli per stampanti 3D. Di regola, gli ugelli rubino non sono altro che ugelli in ottone, con o senza rivestimento, che hanno un rubino sulla punta. Poiché il foro nel rubino può essere realizzato in modo molto preciso, ci sono solo piccolissime tolleranze di diametro.

La punta in rubino dell'ugello fornisce un'ulteriore resistenza all'usura, particolarmente utile durante la lavorazione di filamenti speciali. Rispetto agli altri tipi di ugelli, l'ugello rubino è il più costoso.

Vantaggi:

• elevata conducibilità termica grazie al corpo in ottone
• elevata resistenza all'usura
• resistenza alle alte temperature

Svantaggi:

• costo più alto

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Come cambiare l'ugello della stampante 3D

Vorresti cambiare l'ugello della tua stampante 3D? Nel nostro video vi mostriamo esattamente a cosa prestare attenzione quando si sostituisce l'ugello della stampante 3D.

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