Nel mondo della stampa 3D FDM esiste una regola pratica che molti utenti imparano già dai primi test: quando una geometria supera un certo angolo di sporgenza, il materiale estruso non trova più sufficiente appoggio sotto di sé. Per questo, nella maggior parte dei casi, si ricorre ai supporti, oppure si modifica il modello con smussi, raccordi, archi o superfici meno aggressive.
WaveOverhangs nasce per affrontare proprio questo problema. Il progetto è un fork di OrcaSlicer e introduce un sistema di generazione dei percorsi utensile pensato per stampare sporgenze molto spinte, fino ad arrivare in alcuni casi a geometrie orizzontali a 90 gradi, senza utilizzare strutture di supporto tradizionali. Il progetto è distribuito come software open source con licenza AGPL-3.0, ereditata da OrcaSlicer, ed è disponibile per Linux, macOS e Windows.
Il principio: non “sospendere” il filo, ma farlo crescere a onde
Il cuore di WaveOverhangs non è una nuova stampante, un nuovo hotend o un nuovo materiale. La parte interessante è nel modo in cui il slicer decide il percorso dell’ugello.
In una stampa FDM tradizionale, una parete o una superficie viene costruita seguendo perimetri, riempimenti e strategie di deposizione già note. Quando il percorso esce troppo dalla zona sostenuta dallo strato precedente, il filamento può piegarsi, arricciarsi, cadere o creare una superficie molto irregolare.
WaveOverhangs cambia questa logica. Invece di trattare la sporgenza come una zona da sostenere dal basso, genera una serie di traiettorie che si propagano verso l’esterno. Ogni nuovo anello di materiale si appoggia parzialmente a quello precedente, creando una crescita progressiva della geometria. Il nome “wave” deriva proprio dall’idea di una propagazione a onde: la deposizione non avanza come una semplice linea sospesa nel vuoto, ma come una sequenza di fronti successivi che cercano di restare ancorati alla zona già stampata.
Questo approccio non elimina le leggi della fisica. Il materiale deve comunque raffreddarsi in modo adeguato, mantenere rigidità sufficiente e non deformarsi sotto l’effetto del calore degli strati successivi. La differenza è che il software prova a dare al filamento una geometria di crescita più favorevole, invece di affidarsi solo a ventole, velocità ridotte o supporti.
Il rapporto con OrcaSlicer
WaveOverhangs è costruito come fork di OrcaSlicer, uno dei slicer più usati dalla comunità FDM, nato a sua volta nell’ecosistema dei slicer derivati da Bambu Studio e PrusaSlicer. OrcaSlicer dispone già di funzioni dedicate agli overhang, come il rilevamento delle pareti in sporgenza, la variazione della velocità in base alla percentuale di overhang, l’uso delle impostazioni di bridge nei casi di sporgenza completa e l’opzione “Make overhang printable”, che modifica la geometria per renderla stampabile senza supporti.
WaveOverhangs prende una strada diversa. Non si limita a rallentare, aumentare la ventilazione o modificare la forma del modello. Aggiunge una scheda specifica nelle impostazioni di stampa e introduce un generatore di percorsi dedicato alle zone in overhang. In modalità semplice l’utente trova il comando principale di attivazione e la scelta dell’algoritmo; in modalità avanzata compaiono diversi parametri per intervenire su spaziatura delle linee, flusso, sovrapposizione degli anelli, raffreddamento, velocità e gestione degli strati sopra la zona sospesa.
Due algoritmi: Andersons e Kaiser LaSO
Il progetto include due generatori principali. Il primo è indicato come Andersons ed è basato sul lavoro di Janis A. Andersons, con riferimento alla ricerca “Wave-inspired path-planning strategy for support-free horizontal overhangs in FDM”, realizzata con Salomé Sanchez e Tom Vaneker. Questo algoritmo lavora con fronti d’onda che partono dalla zona supportata e si espandono progressivamente nella parte priva di appoggio.
Il secondo algoritmo è Kaiser LaSO, collegato al lavoro di Rieks Kaiser e alla sua tesi magistrale sull’analisi della deformazione negli overhang lateralmente supportati in FDM. In questo caso la logica si basa su curve di partenza e offset laterali progressivi. Nel fork di OrcaSlicer il codice è stato integrato in C++ nel flusso del slicer, evitando di funzionare come semplice post-processore G-code.
Il progetto cita anche il lavoro di Steven McCulloch, autore di arc-overhang e di una precedente integrazione del concetto in PrusaSlicer-WaveOverhangs. WaveOverhangs non nasce quindi come funzione isolata, ma come parte di una catena di sperimentazioni sul percorso utensile per migliorare la gestione delle sporgenze in FDM.
Perché questa idea interessa a chi stampa in FDM
Chi usa stampanti FDM conosce bene il costo pratico dei supporti. Consumano materiale, allungano i tempi di stampa, peggiorano alcune superfici, possono lasciare segni visibili e richiedono una fase manuale di rimozione. Su parti tecniche, staffe, carter, supporti funzionali o piccoli prototipi, ridurre i supporti può semplificare molto il flusso di lavoro.
In molti casi, però, la soluzione non è stampare tutto “senza supporti” a prescindere. Per ottenere un buon risultato spesso si interviene sul modello: si cambia l’orientamento, si inseriscono smussi a 45 gradi, si divide il pezzo in più parti, si progetta una nervatura o si accetta una piccola modifica estetica. WaveOverhangs prova ad aggiungere un’altra opzione: lasciare più libertà al modello e spostare parte del problema sul percorso di stampa.
Questo può essere interessante per chi lavora su geometrie dove il supporto sarebbe difficile da rimuovere, per chi vuole ridurre gli scarti o per chi sperimenta con parti in cui la faccia inferiore non deve essere perfetta, ma deve comunque chiudersi senza collasso.
Non è una funzione pronta per ogni stampa
Il progetto va letto con attenzione. WaveOverhangs è indicato dagli sviluppatori come alpha ed experimental. Questo significa che non è ancora una funzione da considerare stabile per qualsiasi modello, stampante o materiale. Gli stessi sviluppatori invitano gli utenti a condividere prove riuscite e fallite, perché la quantità di parametri è ampia e i profili non sono ancora consolidati.
Non esistono preset definitivi. La documentazione spiega che lo spazio di regolazione è grande e che i valori corretti dipendono da stampante, materiale e geometria. Per questo, invece di distribuire pacchetti di impostazioni già dichiarati come validi, il progetto punta sulla raccolta di dati dalla comunità. Gli utenti possono caricare risultati, fotografie e G-code per contribuire a capire quali combinazioni funzionano meglio.
I limiti più importanti: materiali, raffreddamento e deformazioni
La parte più utile della documentazione è forse quella sui limiti. WaveOverhangs non promette che ogni sporgenza possa essere stampata senza supporti. Anzi, il problema della deformazione rimane centrale.
Il PLA è indicato come materiale più adatto per i test, perché raffredda in modo più rapido e tende a irrigidirsi prima. Materiali come PETG, ABS e PC sono più difficili da gestire: il PETG raffredda più lentamente, mentre materiali tecnici o più sensibili alla temperatura possono deformarsi, ritirarsi o delaminare con più facilità.
Un altro punto critico riguarda la dimensione della sporgenza. Su piccoli sbalzi il metodo può avere più margine, mentre su sporgenze più grandi entrano in gioco gradienti termici, pressione dell’ugello, riscaldamento degli strati già deposti e deformazioni progressive. La documentazione indica che per overhang più estesi può essere necessario tornare ai supporti tradizionali.
Questo è un aspetto importante da comunicare bene: WaveOverhangs non sostituisce automaticamente i supporti in ogni situazione. È uno strumento sperimentale che può funzionare in determinate condizioni, con una taratura adeguata e con geometrie compatibili.
Come si usa nel flusso di stampa
L’uso è pensato per essere abbastanza diretto. Si apre un modello con una sporgenza, si entra nelle impostazioni di stampa di WaveOverhangs, si attiva l’opzione dedicata, si sceglie l’algoritmo e si esegue lo slicing. Le estrusioni a onda vengono poi mostrate nell’anteprima G-code nelle zone dove il slicer rileva gli overhang.
In modalità avanzata entrano in gioco i parametri più tecnici. L’utente può intervenire su line spacing, flow, ring overlap, seam mode, pattern, minimum wave width, velocità, raffreddamento e strati di copertura sopra la zona interessata. Questa quantità di controlli è utile per chi vuole sperimentare, ma può essere un limite per l’utente che cerca una soluzione pronta.
Per chi stampa già con OrcaSlicer, il vantaggio è che l’ambiente rimane familiare. Non si tratta di imparare un software completamente diverso, ma di usare un fork che aggiunge una funzione specifica. Allo stesso tempo, essendo un fork sperimentale, va trattato come ambiente di prova e non come sostituto immediato del slicer principale per lavori critici.
Un progetto interessante anche per il futuro dei slicer
Negli ultimi anni molti miglioramenti della stampa 3D FDM sono arrivati dall’hardware: estrusori direct drive migliori, hotend ad alta portata, motion system più rigidi, sensori, firmware più evoluti e gestione della vibrazione. WaveOverhangs mostra invece quanto spazio ci sia ancora nel software.
Il modo in cui una stampante deposita il materiale è importante quasi quanto la meccanica. Un percorso utensile diverso può cambiare la qualità di una parete, la resistenza di un pezzo, la gestione dei ponti e la possibilità di stampare geometrie più complesse. In questo senso, WaveOverhangs è interessante non perché renda inutile la progettazione per FDM, ma perché amplia il campo delle strategie disponibili.
Il progetto coinvolge nomi e contributi diversi: OrcaSlicer come base software, WaveOverhangs come fork sperimentale, il lavoro di ricerca di Janis A. Andersons, Salomé Sanchez e Tom Vaneker, il contributo precedente di Steven McCulloch su arc-overhang e PrusaSlicer-WaveOverhangs, e l’approccio Kaiser LaSO collegato a Rieks Kaiser.
Cosa aspettarsi nei prossimi sviluppi
La direzione più probabile sarà la raccolta di dati reali. Per trasformare una funzione sperimentale in uno strumento utile a un pubblico più ampio servono test su stampanti diverse, materiali diversi, ugelli diversi, altezze layer differenti e geometrie più rappresentative. Solo con questi dati sarà possibile costruire preset credibili o suggerimenti automatici.
Il progetto dispone già di una galleria dove gli utenti possono caricare i risultati. Questo approccio è adatto a un problema complesso: un overhang non dipende solo dal modello, ma anche da raffreddamento, temperatura, velocità, materiale, portata volumetrica, direzione del percorso e comportamento della macchina.
Per ora WaveOverhangs va considerato uno strumento per sperimentatori, maker avanzati e utenti che vogliono capire fin dove si possa spingere una stampante FDM senza supporti. Non è una scorciatoia universale, ma un progetto che mette al centro un’idea concreta: migliorare la stampabilità delle sporgenze non solo aggiungendo materiale sotto, ma ripensando il modo in cui il materiale viene depositato sopra.
