Che cos'è una RepRap

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Che cos'è una RepRap?

In generale

É una stampante, collegabile ad un normale computer, in grado di stampare oggetti tridimensionali. Anziché spruzzare inchiostro su fogli di carta per scrivere testie disegnare immagini, questa stampante 3D spruzza plastica per produrre oggetti tridimensionali, reali e solidi.

Per avere un'idea della versatilità, potete immaginare qualcosa di simile ai mattoncini Lego. Potreste realizzare molti oggetti utili, dalle statuette alle cornici fino alle parti di modellini, ma soprattutto potreste realizzare la maggior parte dei componenti necessari a costruire un'altra stampante 3D. Avreste, in pratica, una macchina in grado di replicarsi!

RepRap è l'abbreviazione di Replicating Rapid-prototyper (prototipatore rapido replicante). Questa stampante 3D costruisce gli oggetti depositando strati di materiale plastico nella giusta sequenza, uno sull'altro. Si tratta di una tecnologia già esistente, ma le macchine commerciali sono molto costose (decine di migliaia di euro), e soprattutto non sono in grado di replicarsi.

Il team RepRap sviluppa e rende disponibili i progetti per una macchina molto più economica, che ha anche la particolarità di essere in grado di replicare la maggior parte dei suoi componenti (il costo dei materiali si aggira intorno a 500 euro). In questo modo può essere disponibile per comunità o per individui, sia nei paesi in via di sviluppo che nei paesi più sviluppati.

Se avete una macchina RepRap, potete anche usarla per fabbricarne un'altra per un amico: infatti, seguendo i principi del movimento Free Software, il team RepRap distrubuisce gratuitamente i progetti e tutte le informazioni per realizzare la macchina RepRap a chiunque sotto la licenza GNU General Public Licence.

Tecnicamente

RepRap è una stampante 3D ad estrusione. In questo tipo di stampante la materia prima è tipicamente un polimero, in forma di filamento, immagazzinato in rocchetti da decine o centinaia di metri. Da questi rocchetti, durante la stampa, il filamento viene mano a mano srotolato e inserito nell'estrusore, il quale fonde il materiale plastico in transito e, attraverso un ugello, lo deposita su un piano. Il materiale fuso, raffreddandosi rapidamente, solidifica nella posizione in cui è stato depositato realizzando, strato dopo strato, un oggetto tridimensionale.

Gli oggetti da realizzare sono tipicamente disegnati con un software di modellazione 3D o un CAD 3D ma, per permettere la realizzazione con il processo ad estrusione "strato per strato", i formati 3D originali devono in ogni caso essere convertiti nel formato STL, che contiene appunto le informazioni descrittive di un oggetto 3D "a strati".

Per realizzare fisicamente l'oggetto in tre dimensioni tramite estrusione occorre naturalmente che, dopo il completamento di uno "strato" di materiale, la distanza tra l'ugello e lo strato precedente si incrementi per lasciare spazio al prossimo strato. Ciò può avvenire in due modi:

  • abbassando il piano e mantenendo fissa l'altezza dell'estrusore;
  • alzando l'estrusore e mantenendo fissa l'altezza del piano.

Componenti di una RepRap

  • Ramps 1.4[1]: scheda di controllo basata su un arduino Mega 2560 e su uno shield dedicato. Consente il controllo di tre assi e due estrusori (il secondo aggiungendo un controllo per la ventola in pwm), di un piano di stampa, di 6 endstop, di tre termistori.
  • Rumba[2]:
  • Megatronic[3]:
  • Minitronic[4]:
  • Melzi[5]:
  • Nema 17[6]:
  • Cinghia:
  • Puleggia:
  • Cuscinetto a sfera:
  • Barra liscia:
  • Piano di stampa ( Heatedbed ):
  • Estrusore[7]: Componente meccanico, azionato da un motore passo passo, generalmente costituito da pezzi stampati e da bullonerie varie, riconoscibile per gli ingranaggi o piccole pulegge, che consente di spingere e ritrarre il filamento da estrudere all'interno dell'hotend. Caratteristiche importanti: l'elemento metallico a contatto con il filo (hobbed bold o barra filettata) che ne consente il trascinamento, l'elemento di pressione che schiaccia il filamento ed il rapporto di riduzione dei giri (a riduzione maggiore corrisponde un miglior controllo della quantità di filamento estruso). Può essere montato direttamente sopra il piano di stampa, o sulla struttura della stampante (sistema bowden) es. http://reprap.org/wiki/Wade%27s_Geared_Extruder
  • Hotend[8]: componente fondamentale del blocco d'estrusione, scioglie il filo plastico e ne controlla la temperatura. Può essere realizzato in moltissimi modi diversi.
  • Beccuccio dell'hotend: parte terminale dell'hotend da cui fuoriesce il materiale fuso. La sua caratteristica principale è il diametro che generalmente varia tra 0.5 a 0.35mm. Più è sottile il diametro, maggiore sarà le definizione di stampa a scapito però del tempo impiegato per completare una stampa.