Progettazione: Arduino è una piattaforma open-source utilizzata per la prototipazione di circuiti elettronici. Questo lavoro era volto alla realizzazione di una custodia per proteggere i delicati componenti della scheda durante il trasporto.
Le misure del concept sono state determinate rilevando con il calibro le dimensioni di Arduino, alle quali è stato poi aggiunto 1mm (0,5mm per lato) per lasciare un margine di errore che compensasse eventuali imprecisioni della stampa. Per evitare che i pin toccassero la base della custodia rischiando di piegarsi, sono stati aggiunti tre supporti che permettessero di tenere sollevata la scheda. La custodia è formata da due elementi che si incastrano saldamente grazie alla presenza di snap-fit di tipo anulare. Sulla faccia del coperchio sono state aggiunte delle aperture per accedere ai pin, mentre le porte anteriori sono accessibili tramite lo spazio formato dai due elementi congiunti.
Disegno: Il disegno è stato realizzato con FreeCAD.
Sono stati aggiunti diversi raccordi per arrotondare gli spigoli del modello, che altrimenti sarebbe risultato troppo squadrato.
Realizzazione: La dimensione estremamente ridotta della sporgenza formata dagli snap-fit ha scongiurato la possibilità che la plastica depositata potesse collassare, permettendo la stampa dell’oggetto senza l’ausilio di supporti, nonostante l’angolo formato superasse i 45°.
Possibili
modifiche:
Il modello realizzato è semplice e funzionale ma dal punto di vista
estetico è fin troppo basico. Un altro aspetto migliorabile è la
tolleranza del coperchio e degli snap-fit, che è risultata alquanto
esigua, rendendo gli incastri leggermente troppo stretti. La causa di
questo difetto può dipendere da molti fattori, alcuni meccanici,
come la tensione delle cinghie, altri legati alle opzioni di stampa,
come la quantità di materiale estruso o il tipo di plastica (ad
esempio l’errore è meno significativo se si usa il PLA, che è
meno soggetto al fenomeno del ritiro rispetto all’ABS).
Anche
gli algoritmi degli slicer, essendo approssimazioni di fenomeni
reali, giocano un ruolo nel generare errori. Quando si realizza un
foro, ad esempio, il centro del nozzle è posizionato esattamente
sopra la circonferenza del modello. L’anello disegnato dalla
plastica estrusa però non è una circonferenza ideale ma possiede un
volume, per cui la metà interna finisce per occupare parte dell’area
delimitata dalla circonferenza. Il diametro del foro prodotto risulta
quindi inferiore rispetto al valore desiderato (figura).
Per compensare l’errore è possibile modificare il disegno della
circonferenza, calcolando un offset pari alla metà del diametro
dell’ugello.
Errori
nella resa delle dimensioni del progetto possono essere causati anche
dal modello utilizzato per rappresentare il cordone di plastica
depositato. Il materiale estruso non ha una sezione perfettamente
rettangolare, perché le estremità tendono ad assumere una forma
semicircolare a causa della tensione superficiale. La plastica
depositata ha quindi una larghezza leggermente superiore rispetto al
valore ideale. L’entità dell’errore aumenta all’aumentare del
numero di perimetri stampati, perché la plastica che non riesce a
raggiungere l’area al di sotto della sporgenza formata dal
filamento depositato precedentemente viene spinta verso l’esterno,
facendo sì che l’estremità opposta risulti ancora più sporgente
verso la direzione di stampa (link).
La differenza tra le dimensioni del modello e quelle dell’oggetto
reale impedisce il funzionamento delle parti ad incastro, perché ad
un aumento della dimensione dell’oggetto corrisponde una riduzione
dei fori. Per avere misure più precise è possibile cominciare la
stampa dal perimetro esterno e procedere verso l’interno.