Custodia per Arduino

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Materiali: PLA (ø 1,75mm).

Strumenti: DeltaWASP 20×40 (ugello ø 0,4mm).

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.