Corso di Stampa 3D: 4 – Slicing e Preparazione della Stampa

4 – Slicing e Preparazione della Stampa

1. Cos’è uno slicer

Uno slicer è un software che trasforma un modello 3D (STL/OBJ) in istruzioni leggibili dalla stampante 3D, ossia il G-code, che indica:

• Percorso dell’estrusore (movimenti X/Y/Z)

• Velocità di estrusione

• Temperatura estrusore e piano

• Quantità di materiale per ogni layer

Software più diffusi

Software	Caratteristiche principali	Livello
Cura (Ultimaker)	Interfaccia user-friendly, molte impostazioni avanzate	Principiante → Avanzato
PrusaSlicer	Ottimizzato per stampanti Prusa, supporto generazione supporti avanzati	Intermedio
Simplify3D	Controllo completo del percorso, multi-processo	Avanzato

2. Parametri di stampa principali

2.1 Altezza layer (Layer Height)

• Indica lo spessore di ogni strato stampato.

• Effetto: layer sottili → maggiore dettaglio ma tempi più lunghi; layer spessi → stampa più veloce ma dettaglio ridotto.

• Formula tempo stampa approssimativo:

$$t = \frac{V}{A \cdot v}$$

dove:

• $\mathrm{t<span\; style="text-align:\; justify;">=\; tempo\; stampa\; (s)</span>}$

• $V$

  = volume oggetto (mm³)

• $A$

  = area sezione estrusore per layer (mm²) = larghezza estrusore 
  $\times$
  altezza layer

• $v$

  = velocità estrusione (mm³/s)

Esempio: cubo 50x50x50 mm, estrusore 0,4 mm, layer 0,2 mm, velocità estrusione 

$v = 10 mm³/s$

:

$$V = 125000 mm³, \quad A = 0,4 \cdot 0,2 = 0,08 mm²$$ $$t = \frac{125000}{0,08 \cdot 10} = 156250 s \approx 43,4 \text{ ore} \quad (\text{approssimativo})$$

→ Evidenzia importanza ottimizzazione layer/velocità.

2.2 Infill (% riempimento)

• Percentuale di materiale all’interno dell’oggetto.

• 0–100%: 0 → vuoto, 100 → pieno.

• Effetto: più infill → maggiore resistenza e peso, tempi più lunghi.

Esempio: cubo 50x50x50 mm, densità 20% → volume materiale effettivo:

$$V_{materiale} = V \cdot 0,2 = 125000 \cdot 0,2 = 25000 mm³$$

2.3 Velocità di stampa

• Determina il tempo e la qualità superficiale.

• Tipica: 40–100 mm/s per FDM; più lenta per SLA/DLP.

Nota tecnica: velocità troppo alta → rischi di scollamento layer; troppo lenta → tempi eccessivi.

2.4 Temperature

• Estrusore 
  $T_{extr}$
  e piano riscaldato 
  $T_{bed}$
  .

• PLA:
  $T_{extr} = 200–220 °C, T_{bed} = 50–60 °C$

• ABS:
  $T_{extr} = 230–250 °C, T_{bed} = 90–110 °C$

3. Generazione del G-code

• Lo slicer converte il modello in istruzioni di movimento, velocità e temperatura.

• Contiene comandi come:

G1 X50 Y50 Z0.2 F1500 ; sposta estrusore a X50 Y50 Z0.2 a velocità 1500 mm/min
M104 S210 ; imposta temperatura estrusore a 210 °C
G92 E0 ; azzera contatore estrusore

• Ogni layer e percorso di riempimento è codificato.

• È possibile simulare la stampa direttamente nello slicer per evitare errori.

4. Attività pratica

1. Importare un modello STL/OBJ nello slicer (Cura o PrusaSlicer).

2. Impostare parametri di stampa:

   • Layer 0,2 mm

   • Infill 20%

   • Velocità 60 mm/s

   • Temperatura estrusore 210 °C, piano 60 °C

3. Simulare percorso estrusore: verifica presenza supporti, corretto riempimento, orientamento ottimale.

4. Generare G-code e analizzare alcune righe per capire il percorso macchina.

5. Esempi svolti

Esempio 1: cubo 30x30x30 mm, estrusore 0,4 mm, layer 0,2 mm, infill 20%

• Volume oggetto: 
  $V = 30^3 = 27000 mm³$

• Volume materiale effettivo: 
  $V_{eff} = 27000 \cdot 0,2 = 5400 mm³$

• Area sezione estrusore 
  $A = 0,4 \cdot 0,2 = 0,08 mm²$

• Tempo stimato:

$$t = \frac{5400}{0,08 \cdot 10} = 6750 s \approx 1,88 \text{ ore}$$

Esempio 2: cilindro con diametro 20 mm, altezza 50 mm, infill 50%

• Volume cilindro: 
  $V = \pi r^2 h = 3,1416 \cdot 10^2 \cdot 50 \approx 15708 mm³$

• Materiale effettivo: 
  $V_{eff} = 15708 \cdot 0,5 = 7854 mm³$

6. Considerazioni tecniche

• Layer più sottili → maggiore dettaglio

• Infill ottimale → equilibrio tra resistenza e materiale

• Velocità → compromesso tra qualità e tempo

• Temperatura → materiale correttamente fuso e adesione al piano

• Orientamento modello → riduce supporti e migliora resistenza strutturale