Concluso il Laboratorio di stampa 3D FFF per i Beni Culturali

03 Ago Concluso il Laboratorio di stampa 3D FFF per i Beni Culturali

Con una stampante 3D a filamento (FFF o FDM) possiamo realizzare riproduzioni di beni artistici a costi contenuti e con relativa semplicità. La varietà di materiali che abbiamo oggi a disposizione, come quelli a base di marmo, legno o metalli, ci dà la possibilità di ottenere riproduzioni molto fedeli e realistiche.

Prosegue a ritmi serrati la seconda edizione di Makars, la prima e unica Scuola in Italia di Fabbricazione Digitale per i Beni Culturali, organizzata da 3D ArcheoLab presso il FabLab di Parma e con il supporto di alcuni dei più importanti protagonisti del mondo della fabbricazione digitale: AP&S, 3D Flow, 3DPR, Lumi Industries, Scaninabox, Sharebot, TreeD Filaments, WASP.

Dopo aver imparato come rilevare in 3D utilizzando metodi differenti (fotomodellazione, scansione a luce strutturata, scansione laser a triangolazione) e dopo aver imparato a modellare in 3D con i software Blender e ZBrush, i nostri studenti si sono dedicati ai Laboratori di Stampa 3D.

Abbiamo parlato di stampa 3D stereolitografica con Manuela Pipino di Lumi Industries e abbiamo usato le loro stampanti DLP (Digital Light Processing) LumiPocket PRO e LumiForge. Abbiamo poi parlato di stampa 3D a sinterizzazione con Arturo Donghi di Sharebot e abbiamo scoperto come funziona la loro stampante DLS (Direct laser Sintering) SnowWhite.

Dopodiché, è stata la volta del Laboratorio di stampa 3D FFF (Fused Filament Fabrication). Abbiamo usato due diverse stampanti e abbiamo sperimentato l’uso di molti materiali, in particolare di quelli più adatti per applicazioni nel campo dei Beni Culturali. Ci siamo infatti concentrati sulla stampa di alcuni oggetti rilevati in 3D durante i corsi precedenti e conservati nel Museo Archeologico Nazionale di Parma e nell’Antiquarium di Veleia (PC).

 Quali stampanti?

Grazie alla partnership tecnica con Sharebot e WASP, i nostri studenti hanno a disposizione per tutta la durata di Makars una Sharebot KIWI e una DeltaWASP 20 40. La Sharebot KIWI è un’ottima macchina entry-level, precisa e molto silenziosa, che a un costo decisamente basso offre buone prestazioni. La DeltaWASP 20 40 è una stampante di livello professionale con un’area di stampa generosa (20×40 cm), chiusa e con piatto riscaldato, con cui è possibile stampare quasi tutti i materiali oggi a disposizione.

Abbiamo visto come funziona una stampante 3D, com’è fatta e quali sono gli elementi principali. Non siamo entrati troppo nei dettagli tecnici, ma abbiamo analizzato i componenti a cui prestare attenzione quando si acquista e si usa una stampante, tra cui piatto di stampa riscaldato o non riscaldato, stampante aperta o chiusa, numero di estrusori, tipo di estrusore, le dimensioni dell’ugello e del “tirafilo”.

Abbiamo poi visto come preparare la stampante: calibrazione in Z del piatto di stampa, preparazione del piatto con lacca o blue tape per evitare il distaccamento del pezzo durante la stampa e caricamento del filo. Abbiamo infine preparato alcuni file per la stampa usando il programma di slicing Cura, ma con una veloce presentazione anche di Slic3r e di Simplify 3D. Abbiamo analizzato tutti i parametri, sia base che avanzati, per capire come settarli al meglio in base al materiale che utilizziamo, in base alle caratteristiche del modello 3D da stampare, in base alla qualità finale che vogliamo ottenere e in base alla stampante che abbiamo a disposizione.

Abbiamo anche analizzato i principali problemi che possono verificarsi durante la stampa e abbiamo visto alcune soluzioni per risolverli. In particolare, abbiamo discusso di warping, la deformazione che si verifica su certi tipi di materiali (ABS in primis), di oozing e in generale del problema della ritrazione che causa fastidiosi filamenti in alcuni punti dell’oggetto stampato, di overhang e di come orientare l’oggetto da stampare per evitare il più possibile di dover costruire supporti, del cracking che si può verificare in alcune stampe se non c’è un buon controllo della temperatura.

Quali materiali?

Grazie alla partnership tecnica con TreeD Filaments, azienda italiana specializzata nella produzione di filamenti, abbiamo potuto sperimentare i loro materiali della serie Architectural a base di polvere di marmo e di polvere di minerali. A base di polvere di marmo sono oggi disponibili due filamenti con caratteristiche leggermente diverse: il Monumental, adatto per la riproduzione di oggetti che non devono essere posizionati all’esterno, e il Monumental EVO, una variante molto resistente che permette di produrre oggetti destinati all’esterno.

Si tratta di filamenti che permettono di ottenere oggetti con una finitura superficiale molto “piacevole”, opaca e calda al tatto, che ben si presta, ripetto ai tardizionali PLA e ABS, per la riproduzione di beni artistici. Inoltre, il contenuto di polvere di marmo permette di ottenere un oggetto che può essere facilmente lisciato con carta abrasiva e ottenere così una superficie molto liscia e di vero effetto marmo. Della stessa serie Architectural abbiamo poi sperimentato anche le varianti con colorazioni diverse: Heritage Brick, Sandy, Clay, Cementum, Dark Stone. Infine, abbiamo sperimentato alcuni filamenti prodotti dalla olandese Colorfabb: il Bronzefill, a base di polvere di bronzo, e il Corkfill, a base di polvere di legno. Anche in questo caso si tratta di materiali che permettono di ottenere riproduzioni molto realistiche, che possono essere facilmente post-lavorate per ottenere effetti artistici: il bronzo, ad esempio, può essere facilmente ossidato in modo artificale per ottenere effetti archeologici o anticati.

E dopo la stampa?

Ci siamo anche dedicati alla post-produzione delle stampe. Abbiamo visto alcune semplici soluzioni per intervenire, in modo semplice, per migliorare la qualità finale dell’oggetto.

Per lisciare la superficie e togliere le imperfezioni, come quelle lasciate a volte dai supporti, abbiamo usato carta abrasiva di grane diverse e un Dremel con vari utensili.

Dopodiché abbiamo provato a colorare la superficie. Sugli oggetti in PLA abbiamo innanzitutto steso uno strato di primer, necessario per permettere al colore di aderire, e abbiamo successivamente applicato il colore con un aerografo.

Sulle stampe in filamento a base di fibre di legno abbiamo semplicemente applicato un impregnante per il legno, sia per rendere più viva la colorazione, sia per motivi conservativi della superficie. Anche sulle stampa in filamento a polvere di marmo abbiamo semplicemente applicato una finitura opaca per proteggere la superficie, che tende ovviamente a sporcarsi molto facilmente. Infine, sulla riproduzione in bronzo abbiamo applicato due differenti soluzioni acide per ottenere un effetto anticato: la superficie è solo annerita da un lato, mentre è ossidata dall’altro.

Con poche e semplici operazioni è possibile intervenire sugli oggetti, migliorandone l’aspetto superficiale, correggendo alcune imperfezioni o rendendolo più simile all’oggetto originale. Quella della post-produzione della stampe 3D è una fase del lavoro ancora spesso trascurata, ma che permette di ottenere effetti molto interessanti e in cui, per questo, è molto importante concentrarsi  e sperimentare.

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