Sistemi di Filtraggio con FDM

Ricerca e Sviluppo di Applicazioni Specifiche tramite l'utilizzo delle stampanti 3D FDM.

A cura di Marco Ardesi

 

"Partendo dal presupposto che la stampante stampa un oggetto a strati, layer dopo layer, ho cominciato a convincermi che il metodo produttivo a deposizione fusa di filamento si sposa molto bene con la creazione di filtri o sistemi complessi di filtraggio."

"Dopo aver studiato e stampato molte valvole per convogliare di aria, ossigeno ed ozono, ho cominciato a ragionare sulla creazione di uno o più filtri con diverse caratteristiche di filtraggio"

 

 

 

Fase 1 - Ricerca Polimeri 

La fase 1 della mia ricerca, è stata quella di stringere il campo fra i vari materiali presenti sul mercato Italiano ed estero.

Ho quindi identificato e deciso di utilizzare per realizzare i miei filtri i seguenti polimeri:

- PP

- PCL

- PLA

- PLA Antibatterico

- TPU Antibatterico 92A

- TPU 80A

- PET-G

*Trovi l'approfondimento per ogni materiale cliccando sul suo nome.

Fase 2 - Test di Stampa

La fase 2 è lo Sviluppo. Ho quindi attrezzato le stampanti 3D per estrudere il materiale.

Non tutti sanno che, per ogni materiale, la stampante 3D necessità di accortezze, piccole modifiche e tarature speciali.

Vi sono materiali che necessitano un basamento speciale per essere stampate, ci sono materiali che necessitano di alte temperatura per il piano di stampa ed altri che non ne hanno bisogno.

Ogni famiglia di polimeri quindi va stampata con parametri creati apposta per la stampa di "quel materiale" e per "quell'oggetto".

Fase 3 - Realizzazione Gcode e Stampa 3D

Grazie all'utilizzo di programmi per la progettazione 3D e un programma di slicing per "sezionare l'oggetto a sterati" siamo in grado di utilizzare il riempimento interno dei nostri oggetti come agente filtrante.

In questa fase, per noi, ogni polimero da testare è buono!

Prime prove sono state fatte utilizzando un polimero di nome PCL. Materiale compostabile stampato con Cura 3D versione Beta.

Grazie all'utilizzo di un programma della Ultimaker, nota casa costruttrice di stampanti e software house per il 3d printing, siamo riusciti a disporre le linee di riempimento del nostro solido in modo che esso filtri del materiale non voluto in soluzioni acquose.

Il primo test quindi è stato realizzare un riempimento a ragnatela. Poi utilizzare acqua sporca di origano, versando il contenuto passando per il "filtro" in PCL.

Poi sono susseguiti altri test, relativi ad altri gcode. Ogni gcode presenta piccole variazioni parametriche di disposizione del riempimento interno.

Il gcode non presenta top/bottom ed il riempimento è "al vivo".

Non avendo chiusure il riempimento sarà l'oggetto di tutto il nostro lavoro con lo slicing.

Ho modificato parametri come:

- Infill

- Infill graduale

- Trame diverse infill

- angolo di spostamento Infill

Grazie all'interpolazione di 4 parametri relativi al riempimento ho potuto effettuare stampe con differenti effetti o gradi di filtraggio. Trame fitte, trame larghe, trame multiple e trame incrociate mi hanno permesso di filtrare acqua o aria bloccando sia granuli medio/grossi, polveri e in casi molto rari alcune particelle.

Fase 4 - Analisi e Conclusione

Studiando e toccando con mano i campioni realizzati con:

- PP

- PCL

- PLA

- PLA Antibatterico

- TPU Antibatterico 92A

- TPU 80A

- PET-G

Si denotano le seguenti caratteristiche:

Considerazioni Generali geometria File 3D:

Il modello 3D e il relativo gcode, hanno dato il risultato atteso.

Abbiamo appurato che la stampa 3D FDM è in grado di realizzare filtri e sistemi di filtraggio complessi per Aria, Acqua, Terra e Luce.

Si, anche la luce!

​Abbiamo scoperto che, in base al materiale impiegato è possibile filtrare meglio un Elemento naturale piuttosto che un altro.

In base all'elemento che inquina l'acqua per esempio, sceglieremo il PET-G piuttosto che un PP.

Si denota quindi un utilizzo dei polimeri seguendo queste regole che semplificheranno il lavoro di filtraggio dell'elemento in questione.

Considerazioni Generali Polimero:

PCL: Ottimo per filtraggio Luce, Aria, Acqua e solventi

PLA: Ottimo per filtraggio Aria e Terra

PET-G: Ottimo per Luce, Acqua, agenti chimici ed oli.

PP: Ottimo filtraggio per oli, solventi, acque sporche, terra. 

TPU_ Ottimo per filtraggio acque. Indicato per catturare granuli o prodotti preziosi e delicati

Fabula 3D offre un servizio personalizzato.

Ecco perchè offriamo la possibilità di scegliere fra vari materiali testati presenti in commercio.

Abbiamo scelto fornitori affidabili e gestiamo il rapporto con i produttori di filamento in modo da ottenere trattamenti riservati su alte quantità. Grazie alla scelta molto ampia di polimeri in Filamento siamo in grado di analizzare e identificare il materiale adeguato.

*non tutti i prodotti possono essere realizzati con stampanti 3D a Filamento

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