Studio di comparazione tra le stampanti 3D desktop entry-level con i sistemi Stratasys

Analisi comparativa delle parti per confrontare le stampanti 3D desktop entry-level con i sistemi Stratasys

Gli autori RI Campbell, DJ de Beer, E. Pei e M. Martorelli ci forniscono le loro opinioni su una varietà di stampanti 3D entry-level nel recente benchmark ” Stampanti 3D entry-level per estrusione materna “. Sebbene decenni fa le stampanti 3D fossero state originariamente create come sistemi di prototipazione rapida, sono andate molto oltre e sono ora in grado di creare parti complesse e funzionali.

Tuttavia, non tutti i sistemi sono uguali e in questo studio gli autori hanno confrontato hardware meno costoso con quelli di prezzo più elevato con una reputazione per offrire prestazioni elevate.

Le stampanti 3D entry-level (EL3DP) sono incluse in questo studio di benchmarking, “quantificando la capacità dimensionale” di EL3DP più comuni basati sull’estrusione. Gli autori spiegano che nel corso degli anni, poiché le stampanti 3D sono diventate sempre più popolari, gli utenti non hanno ancora — e non — hanno molto da fare in termini di confronti e benchmark, quindi hanno creato le loro parti di benchmark.

“Alcune parti sono state progettate tenendo conto di una caratteristica specifica, ad esempio per valutare la finitura superficiale, la velocità o l’effetto dell’orientamento sulle proprietà meccaniche”, hanno affermato i ricercatori. “Tuttavia, la maggior parte delle parti sono state presentate come provette generiche che potrebbero essere utilizzate per valutare la capacità complessiva di qualsiasi sistema AM.”

Oggi, tali parti si sono evolute, per includere dettagli come sporgenze e altro. Il team sottolinea che gli standard per il benchmarking non sono ancora stati creati e che raggiungere un accordo nel settore potrebbe essere difficile.

“Per questa ricerca, è stato deciso che la selezione di una parte di riferimento con caratteristiche molto fini non sarebbe stata un metodo efficace per la valutazione, poiché non sarebbero stati adatti a metodi basati sull’estrusione. Ciò ha scontato alcune delle parti più complesse che erano state progettate in precedenza. Inoltre, l’elevata complessità di alcune parti di riferimento renderebbe la misurazione di tutte le funzionalità molto dispendiosa in termini di risorse e dispendiosa in termini di tempo “, hanno affermato i ricercatori. “Pertanto, per la valutazione della precisione geometrica, è stato deciso che sarebbe bastata una versione semplificata della parte di riferimento generica utilizzata da Mahesh et al.”

Sono stati utilizzati sei EL3DP per creare otto diversi punti di riferimento, stampati anche su macchine Stratasys Mojo e Dimension SST. Tutte le parti sono state successivamente estratte dalle stampanti, con le strutture di supporto rimosse e le letture scritte in un diario di bordo in modo da poter essere confrontate con i valori dimensionali dei modelli CD iniziali, consentendo ai ricercatori di capire le deviazioni.

“Va notato che alcune funzionalità non sono state integrate in alcune delle macchine”, hanno affermato i ricercatori.

In particolare, “molte” parti avevano caratteristiche circolari che soddisfacevano i requisiti di cilindricità. Altri avevano “baffi”, mentre altri avevano deformato il sedere.

Deformazione estrema vista in parte dalla macchina BFB

Nella seconda parte della valutazione, i campioni sono stati giudicati per l’estetica, giudicati esclusivamente da quanto fossero belli da guardare, piuttosto che funzionalità di qualsiasi tipo. Il team di ricerca li ha mostrati a 51 studenti che hanno frequentato il secondo e il terzo anno di laurea dal corso di progettazione di prodotti e mobili presso la De Montfort University nel Regno Unito.

“Per prima cosa è stato chiesto loro di ispezionare visivamente le parti senza toccarle per valutare la qualità visiva. Successivamente, è stato chiesto loro di osservare e gestire le parti e valutare la loro percezione della qualità tattile e complessiva dei pezzi di prova. In entrambi i casi, il punteggio è stato dal più accettabile (punteggio 1) al meno accettabile (punteggio 4). Tutti i punteggi per ciascuna parte sono stati quindi mediati e i risultati sono mostrati nella Tabella 3 (punteggi più bassi che mostrano un livello più alto di qualità). ”

Il BFB 3000 ha ottenuto il peggior risultato in termini di errore, ma Dimension SST ha ottenuto il peggiore risultato tra tutte le stampanti 3D per estetica, e i team di ricerca attribuiscono gran parte di questo all’effetto “baffo”. Nel complesso, tuttavia, i ricercatori hanno notato che nessuna delle altre macchine era vicina rispetto alla qualità o alle prestazioni delle stampanti 3D Stratasys.

“Da questo studio, è emerso che l’accuratezza disponibile dai EL3DP più performanti si sta avvicinando alle capacità di macchine più costose ma non ancora equivalenti ad essa. Gli autori ipotizzano che ciò potrebbe essere potenzialmente dovuto alla mancanza di controllo della temperatura della camera di costruzione sulle macchine a basso costo e alla qualità della testa dell’estrusore. Si può quindi affermare che, se sono necessarie parti prototipo funzionali, gli EL3DP non sono ancora idonei allo scopo “, hanno concluso i ricercatori.

“Una limitazione a questo studio era che gli esperimenti non hanno intrapreso prove ripetute su ciascun sistema e quindi i risultati non forniscono informazioni sull’aspetto della variabilità del processo. Ulteriori ricerche potrebbero studiare l’uso di materiali diversi per esaminarne l’impatto sulla deformazione e l’uso di diversi diametri di filamento e le dimensioni degli ugelli. I lavori futuri su scala più ampia dovrebbero esaminare in che modo altri parametri come la temperatura del materiale, la densità di riempimento e il modello di costruzione potrebbero influenzare la qualità di costruzione delle parti prodotte da EL3DP “.