Stampa3d
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Premessa
Le mini 4WD sono automobili in scala 1/32 a 4 ruote motrici la cui caratteristica principale è quella di potersi adattare a qualunque tipo di percorso e gara.
Agli albori delle mini 4WD, tra il 1986 e il 1988, gli adattamenti alle gare di allora (principalmente amatoriali), consistevano nel lasciare piena libertà agli appassionati che, grazie alla loro inventiva, creavano da zero e con gli strumenti dell'epoca, item (=ricambi) unici che utilizzavano per vincere le competizioni.
In quell'epoca Tamiya non aveva ancora commercializzato la pista convenzionale e molte gare consistevano nel fare correre le mini 4WD su percorsi sempre dritti con ostacoli, e altri tracciati di convenienza.
Gli item che permettevano di vincere più gare venivano presi in esame da Tamiya stessa che iniziava poi a produrli e venderli. Nacquero così le rotelle guida, e altri item che adesso sono inclusi nelle mini 4WD moderne.
Con l'arrivo di Dash!Yonkuro nel 1987, l'autore di questo manga -Tokuda Zaurus- illustrò, attraverso i suoi personaggi e le sue storie, tutti i più comuni modi per gareggiare con una mini 4WD in quell'epoca, introducendone uno in particolare: pilotare una mini 4WD con una mazza che chiamò "bastone di guida". Il resto è storia: Zaurus suggerì quello che poi in Italia si sviluppò nel 1994 come attività sportiva chiamata Street Mini 4WD, diffondendosi poi in altri paesi.
La commercializzazione della pista nel 1989 da parte di Tamiya e la standardizzazione delle mini 4WD nelle loro categorie di misure (mini 4WD da competizione -Racing mini 4WD-, Comical Mini 4WD e Wild Mini 4WD) permise alla casa madre di produrre item per le gare in pista limitando sempre più la libertà creativa degli appassionati. Da questo momento in avanti, adattare le proprie automobiline alle gare consisterà nello utilizzo di soli item prodotti da Tamiya e modificarli in modo limitato.
Tutti gli altri generi di competizione sarebbero stati scoraggiati da Tamiya e dunque anche la produzione degli item con il passare degli anni si sarebbe orientata verso le sole gare in pista.
Nel frattempo, nel corso degli anni, gli appassionati di Street Mini 4WD hanno adattato gli item prodotti da Tamiya per le gare in pista in modo che potessero essere funzionali anche per le loro gare street. Grazie al regolamento Street Mini 4WD, è sempre possibile creare item da zero impiegando la propria inventiva e gli strumenti a propria disposizione. In questo modo negli anni sono stati creati pneumatici in spugna, fibre in vetroresina, in carbonio e molto altro.
La stampa 3D in Street Mini 4WD è un ulteriore importante strumento nelle mani degli appassionati di questa attività sportiva. Grazie ad essa è possibile sviluppare per la propria mini 4WD degli item unici in grado di adattare la propria automobilina alle numerose gare previste dalla attività sportiva che prima si potevano solo immaginare.
Tipi di stampanti 3D
Esistono due tipi di stampanti 3D che possono essere impiegati dagli appassionati di Street Mini 4WD: le stampanti a filamento (FDM) e le stampanti a fotopolimerizzazione (SLA/DPL).
- Le stampanti FDM funzionano depositando un filamento a strati su un piano e creano così un oggetto. Immaginiamo un pasticcere che utilizza una sac a poche per decorare le torte impiegando una crema. Al posto della crema, la tecnologia FDM utilizza polimeri termoplastici. Il filamento viene distribuito mediante un estrusore caldo, ovvero la punta di una sac a poche in una stampante 3D FDM. Il filamento fuso viene poi stratificato fino a quando il modello non è completo;
- Le stampanti a SLA/DPL impiegano una tecnica che utilizza la luce UV per trasformare una resina liquida in un oggetto solido. In questo caso una vaschetta con fondo trasparente contiene della resina liquida in grado di solidificarsi se esposta alla luce UV. Un piatto viene immerso dentro la resina liquida. La vaschetta con fondo trasparente è riposta sopra uno schermo LCD che proietta all'interno della vaschetta luce UV. Il piatto è disposto ad una altezza tale da lasciare uno strato di resina tra il piatto e il fondo trasparente della vaschetta. La luce UV solidifica lo strato di resina che aderirà al piatto. Chiaramente lo schermo LCD proietterà solo la luce UV necessaria per definire uno strato che comporrà parte dell'oggetto da stampare. La continua stratificazione permette, come nel caso della stampa FDM, di ottenere l'oggetto desiderato.
Le stampanti FDM, a seconda della tipologia, possono usare numerosi materiali, dal PP al PA-CF, ma sono meno precise rispetto alle stampanti SLA/DPL. Ciascun materiale è poi classificato attraverso diversi scale di durezza (Shore). Tra i materiali più interessanti per lo Street Mini 4WD abbiamo:
- il TPU: materiale plastico flessibile, con cui è possibile creare ad esempio cerchi e gomme.
- il PA (Nylon) e il PA-CF: impiegati anche da Tamiya per creare numerose parti di una mini 4WD.
Le stampanti SLA/DPL hanno una grande precisione, ma sono più complesse e tediose da utilizzare. Inoltre le resine che impiegano le stampanti SLA/DPL sono costose e permettono di ottenere oggetti più fragili rispetto ai materiali utilizzati dalle stampanti FDM. Le tipologie di resine impiegabili in Street Mini 4WD sono la Flexible e la Tough che, combinate assieme secondo proporzioni desiderate, permettono di ottenere discreti risultati nella produzione di corone dentate e dunque ingranaggi.
Appunti per chi vuole produrre pezzi con la stampante 3D FDM
Stampanti a camere aperte e chiuse
Stampante a camera aperta: le più comuni ed economiche, ovvero dove il piatto di stampa non è protetto ad un contenitore e dove l' aria e la temperatura ambientale influiscono sulla stampa. Sono molto adatte a materiali a bassa temperatura che richiedono un cert ricircolo di aria fresca.
Stampante a camera chiusa: il processo di stampa avviene all'interno di un contenitore dove la temperatura dell'aria è controllata e calda. Opzionalmente il contenitore può essere aperto, in modo da gestire quei materiali a bassa temperatura che richiedono un certo ricircolo di aria fresca.
Estrusori, hotend, ugelli
- Lo estrusore o testina, è quella parte della stampante con degli ingranaggi che "tirano"/"spingono verso il basso" il filamento. Esistono estrusori con ingressi diretti, ovvero dove il filameno non viene piegato mentre lo si tira giù, mentre altri estrusori che per design tendono a piegare il filamento.
- Hotend: è la parte intermedia della testina che si occupa di scaldare il filamento. Visti i diversi materiali, i loro diversi punti di fusione e le loro diverse viscosità, esistono hotend che prevedono la gestione di materiali a bassa temperatura e alta viscosità, ed hotend che gestiscono l'alta temperatura. L'alta viscosità dei materiali, che ingenere è presente nei elastici (TPU), viene gestita interponendo un tubicino in PTFE all'interno del hotend, che riduce il grip con il materiale. Ovviamente il PTFE ha un punto di fusione poco più alto dei materiali che deve gestire e non può essere usato con i materiali che hanno un punto di fusione vicino o oltre quello del PTFE. Per quanto riguarda gli hotend ad alta temperatura, sono prodotti totalmente in metallo e permettono di gestire materiali piuttosto duri e resistenti MA NON è materiali viscosi che creano attrito.
- Ugello: è la parte finale del estrusore, la punta da cui fuoriesce il filamento. Esistono ugelli di diversi materiali adatti a scopi differenti. L'ugello in ottone è in genere quello più preciso ma con il passare del tempo e utilizzo si degrada e deve essere sostituito. Gli altri ugelli acquistabili, come quello in tugsteno, o quello in rubino, o altri metalli, sono meno precisi ma più resistenti, e vengono impiegati per stampare materiali abrasivi come il CF.
La combinazione hotend per le alte temperature + ugello in ottone permette di avere un'alta precisione con i materiali che richiedono l'alta temperatura su pezzi complessi (ad esempio ingranaggi).
Materiali
Si possono suddividere in materiali che richiedono una stampa a bassa temperatura (sotto i 240 gradi) e materiali che richiedono l'alta temperatura (oltre i 240 gradi).
Materiali a bassa temperatura: TPU, PLA
Questo genere di materiali non prevede l'obbligo di stampante a camera chiusa e, anzi, nel caso del TPU, la camera chiusa è sconsigliata.
- Il PLA è il materiale base con il quale si inizia a stampare ma non ha una vera applicazione pratica per i pezzi di mini 4WD in Street Mini 4WD perchè in genere è poco resistente e pesante. Vi sono combinazioni di PLA con il CF che lo rendono più resistente e più interessante per lo Street Mini 4WD.
- Il TPU: è un materiale elastico, come la gomma e, durante la stampa, tende ad espandersi. Il TPU per essere stampato ha bisogno di un estrusore che permette l'inserimento del filamento in modo diretto, ovvero senza che il filamento subisca pieghe prima di arrivare dentro l'hotend della stampante. Per stampare il TPU l'hotend NON deve essere costruito tutto in metallo: in genere gli hotend che vanno bene con il TPU collegano l'hotend e lo ugello utilizzando un tubicino in PTFE. Questo materiale plastico crea meno grip col materiale che si sta stampando e dunque è ottimo con il TPU che, più è morbido più ha grip.
Materiali ad alta temperatura e la camera a temperatura costante
Materiali come il PA, il PC, ABS ecc... richiedono temperature oltre i 240gradi, sono più resistenti e richiedono quasi sempre che la stampante sia di tipo chiuso, pena la deformazione del pezzo durante la stampa in quanto materiali come ABS e PA tendono a restingersi quando si raffreddano.
Thingiverse
Dal 2024 Street Mini 4WD offre un profilo ufficiale per i file dei progetti di item per correre in street. CLICCA QUI
