Miglioriamo Le Stampanti 3D CR-10 e Ender3

Se siete appassionati di Stampa 3D e magari possedete o intendete acquistare una o più di queste stampanti 3d: Creality CR-10, CR-10S, CR-10 Mini, CR-10 Ender-3 (prima versione o V2), questa certo è la “modifica” che fa per voi. In sostanza si tratta un semplice aggiornamento che sicuramente migliorerà decisamente la qualità e l’affidabilità di stampa della vostra stampante Creality.

Personalizziamo la CR-10 con un efficace sistema Wade ad estrusione diretta.

La seguente domanda vi sorgerà spontanea: Quali sarebbero  in sostanza i vantaggi per ritornare all’uso del tradizionale sistema ad trazione diretta “wade”, sebbene oggi quasi tutte le stampanti 3d lo hanno tralasciato ?.

La risposta è il miglioramento decisivo della qualità di stampa e della affidabilità della stessa stampante 3d. In sostanza i vantaggi del sistema Wide consistono in una estrusione molto più omogenea e inoltre elimina quasi del tutto la possibilità di incorrere in fastidiosi blocchi dell’hotend.

I vantaggi sopracitati a mio parere superano decisamente alcune piccole limitazioni di questa tecnologia che d’altra parte sono facilmente risolvibili . Ciò nonostante salta all’occhio che oggi il sistema di estrusione più utilizzato nelle stampanti 3d rimane comunque e inspiegabilmente il “Bowden”.

Vediamo quali sono sostanzialmente i Pro e i Contro delle due modalità di estrusione nella CR-10.

La sostanziale differenza tra i due sistemi di estrusione riguarda il loro posizionamento nella stampante 3d. Il Wade è posizionato sopra all’hotend e di conseguenza si muove con il carrello. Il Bowden invece è montato separatamente in un altro punto della stessa stampante, dunque il filamento arriva all’hotend con un percorso lungo attraverso un tubicino di teflon.

Il vantaggio principale del Bowden è la bassa inerzia di movimento dell’estrusore lungo l’asse x. Questa caratteristica diviene tanto più importante quando si fanno compiere all’estrusore movimenti veloci soggetti ad importanti accelerazioni e decelerazioni.

Le criticità più serie del sistema di estrusione Bowden

Nel caso del sistema bowden l’aspetto più negativo di questo approccio riguarda la necessità di applicare una forza superiore per ottenere l’estrusione. Ciò è dovuto appunto alla notevole distanza con l’hotend, infatti una parte della spinta che il filamento riceve dal driver si perde lungo la guaina. Tuttavia questa tecnica ci permette di alleggerire sensibilmente il carrello permettendoci realizzare stampe più veloci ed allo stesso tempo relativamente più precise. Infatti essendo il motore e il driver di estrusione montati in una posizione remota esternamente al carrello, quest’ultimo avrà un peso molto ridotto e di conseguenza la sua piccola inerzia gli consentirà spostamenti più rapidi e precisi.

Il sistema ad estrusione diretta “Wade”

Il Wade essendo direttamente collegato all’hotend e quindi montato sopra il carrello, ha un peso e un’inerzia maggiore. Tuttavia dalle prove pratiche che abbiamo effettuato è emerso che il peso ottenuto non rappresenta una seria limitazione per la stampa.

Il principale svantaggio di un estrusore è dato proprio dal fatto che il maggiore peso aumenta l’inerzia sulle accelerazioni e decelerazioni. Invece dalla sua parte abbiamo che tutta l’energia verrà trasmessa al filamento che potrà così fuoriuscire con più forza nell’hotend.

Inoltre il sistema Wade può essere ulteriormente migliorato riducendo il suo peso complessivo e di conseguenza anche l’inerzia. In sostanza basterà sostituire il motore originale Nema17 con uno be più compatto e leggero come il  Nema14.

Riposizioniamo il motore direttamente sopra l’estrusore nella stampante 3d CR-10.

• Acquistate le nuove staffe di supporto per CR10 per il riassemblaggio del motore nella nuova configurazione Wade ad estrusione diretta
• Smontate il drive di estrusione originale svitando le 4 viti che lo fissano nella parte anteriore del motore e nel contempo rimuovete anche il sensore di fine filamento
• Scollegate il connettore che alimenta il motore originale Nema14 e quindi rimuovetelo dalla placca di sostegno svitando le stesse 4 viti che lo uniscono anche al driver di estrusione.
• Tenete a portata di mano le 2 nuove staffe di sostegno, in particolare ora vi servirà quella a forma di squadra. Prendete il motore Nema, rimuovetegli i 4 prigionieri  posteriori e quindi posizionatelo sopra la staffa n.1 riutilizzando le medesime viti.  Dovrete fare combaciare il suo lato posteriore con la faccia interna della stessa staffa e nello stesso tempo fare coincidere i fori della stessa con quelli dei prigionieri del motore.
• Adesso unite le due staffe di sostegno superiore (1) ed inferiore (2), per formare un corpo unico utilizzando per bloccarle 4 viti autofilettanti così come è illustrato nelle immagini seguenti.

Ora posizionate il gruppo staffe, motore e driver di estrusione sul il carrello di stampa della CR-10, fissandolo sullo stesso tramite le due viti con testa esagonale come mostrato nella foto sottostante. La prima a sinistra (1), è quella che fissa la rotella di scorrimento a sinistra del carrello di stampa. Invece la seconda (2) è quella che blocca nello stesso carrello la scatola che supporta la ventola di raffreddamento.

Una volta che avrete serrato per bene le viti 1 e 2  non vi rimane che ricollegate il connettore di alimentazione del motore nema17.

Siamo pronti per una stampa di prova con il nuovo estrusore

Preriscaldate l’estrusore e caricate il filamento plastico spingendo verso il basso la leva di  allontanamento dell’ingranaggio di trascinamento. Fate scorrere verso giù il  filamento fino alla parte finale dell’ hotend e perciò sia prossimo ad essere estruso. A questo punto mettete a livello il piatto ed avviare una stampa di prova per veificare nella pratica i risultati della modifica apportata.

Per migliorare ancora la qualità di stampa, vi consiglio di  sostituire l’ingranaggio originale in ottone per il trascinamento del filamento. Potrete facilmente sostituirlo con il nostro speciale ingranaggio, che rispetto all’originale vanta una presa molto più efficace. Questo è fatto di acciaio al carbonio edotato di lunghe lamelle dal profilo affilato. Così si riduce drasticamente il rischio di slittamenti del filamento e si garantisce durante la stampa una estrusione più omogenea e vigorosa.

In seguito scriverò un nuovo articolo che spiegherà come migliorare il driver di estrusione eliminando la molla che spinge l’ingranaggio di trascinamento del filamento. I vantaggi che ne conseguono non sono trascurabili…. Stay tuned.

Maurizio Licciardò
Cell.333 7602601