venerdì 16 gennaio 2015

MendelMax pregi e difetti,‭ ‬conosciamola meglio.


La MendelMax è una stampante che si è molto diffusa grazie alle sue particolari caratteristiche di robustezza e scalabilità,‭ ‬analizziamo nel dettaglio il concept costruttivo,‭ ‬le varie versioni in cui si è sviluppata e vediamone insieme pregi e difetti.



Con l‭' ‬articolo precedente‭ ‬abbiamo visto diversi modelli di stampanti‭ ‬3D che possono essere acquistati in kit di montaggio ed assemblati a casa,‭ ‬la MendelMax è una di queste,‭ ‬oggi la vediamo nel dettaglio,‭ ‬analizzandone caratteristiche costruttive,‭ ‬dimensioni,‭ ‬prestazioni,‭ ‬pregi e difetti.

Sin dalla sua prima presentazione nel‭ ‬2011‭ ‬è stata fonte di notevoli soddisfazioni per gli utenti che l‭' ‬hanno scelta,‭ ‬ed oggi è arrivata,‭ ‬con la versione‭ ‬3.0,‭ ‬al suo quarto step evolutivo.

Il Design

La versione‭ ‬1.0‭ (‬pubblicata su Thingiverse a ottobre‭ ‬2011‭) ‬nasce come evoluzione della Prusa,‭ ‬il progettista Maxbot,‭ ‬ne riprende completamente il design e ne riutilizza addirittura alcune parti.‭

Grande novità rispetto alla stampante da cui deriva è il materiale che compone il telaio,‭ ‬la Prusa utilizza le aste filettate da‭ ‬8mm tenute insieme da parti in plastica e dadi,‭ ‬il telaio della MendelMax è invece completamente in alluminio,‭ ‬ma non il classico scatolato a sezione tonda o quadrata utilizzato per molte strutture di vario genere,‭ ‬bensì una particolare forma di estruso che conferisce rigidità e leggerezza.

E‭' ‬bene a questo punto aprire una parentesi per parlare un po‭' ‬più nel dettaglio di questo tipo di alluminio.‭
Osservando questo estruso in sezione,‭ ‬ci appare come una sorta di X ricavata all'interno di un quadrato da‭ ‬20‭ ‬X‭ ‬20mm.
Sezione del profilato
Questa particolare forma,‭ ‬oltre che garantire notevoli prestazioni meccaniche,‭ ‬offre il vantaggio di non necessitare di buchi per il fissaggio delle viti, ‬è infatti possibile sfruttare le scanalature che corrono per la sua lunghezza ed inserire dei particolari dadi chiamati‭ “‬T-Slot Nut‭”‬,‭ ‬a cui si può fissare le viti senza dover bucare il profilato come si farebbe normalmente.‭
T-Slot Nut
‬I T-‭ ‬Nut posso scorrere lungo le barre in cui sono inseriti,‭ ‬rendendo quindi l‭'‬assemblaggio molto semplice e molto versatile perché permette di variare la posizione delle viti in corso d‭'‬opera o per modifiche successive.
Parte in plastica fissata ad un T-Nut
L'azienda più nominata per questo tipo di materiale è la Misumi,‭ ‬un colosso nel settore delle componenti per macchine industriali che opera a livello globale,‭ ‬in ogni paese è infatti possibile trovare un riferimento in lingua locale e un ottimo supporto alla clientela.‭ ‬
Purtroppo,‭ ‬Misumi opera solo con titolari di partita IVA e per i privati non è possibile acquistare direttamente,‭ ‬non è ovviamente un grande problema,‭ ‬questo tipo di estruso,‭ ‬proprio per le sue ottime caratteristiche, si è diffuso rapidamente negli ultimi anni, e su Internet è possibile trovare diversi rivenditori che lavorano con privati.‭ ‬E‭' ‬anche possibile trovare profilati di altre marche del tutto simili ed altrettanto validi,‭ ‬sarà sufficiente fare una ricerca su Google cercando‭ “‬profili di alluminio‭ ‬20X20‭”‬.

Chiudiamo la parentesi sul telaio e torniamo a parlare della MendelMax‭ ‬1.0.
Design dal progetto originale
Con l'aiuto di alcuni screenshots del progetto originale possiamo meglio capirne il design.‭ ‬Ritroviamo la tipica forma a triangolo adottata nella Prusa e ancora prima nella Mendel classica,‭ ‬i motori dell'asse Z sono piazzati al vertice superiore del triangolo fissati ad una parte in plastica stampata posta tra due barre di alluminio.‭ ‬Da qui scendono l'asta liscia in acciaio rettificato e quella filettata accoppiata ai motori che permettono il movimento del carrello sull'asse Z.‭ ‬Dalle immagini vediamo che non compaiono componenti per l‭' ‬asse X,‭ ‬verranno infatti utilizzate le stesse identiche parti che montava la Prusa,‭ ‬gli x-end destro e sinistro‭ (‬le parti terminali dell'asse X che tengono le aste lisce su cui scorre i carrello e che a loro volta si muovono lungo Z‭)‬,‭ ‬il carrello stesso,‭ ‬il sistema di estrusione,‭ ‬tutto esattamente come sulla Prusa,‭ ‬si possono chiaramente scorgere nell'immagine seguente.
MendelMax 1.0 completa (immagine dal Web)
Come è ormai chiaro,‭ ‬la‭ ‬1.0‭ ‬è concettualmente e semplicemente una Prusa,‭ ‬ma la differenza di telaio la trasforma in una stampante di altro livello.‭

E‭' ‬molto più semplice e veloce da assemblare‭ (‬non richiede le mille regolazioni dei dadi e delle aste filettate del telaio della Prusa‭)‬,‭ ‬è molto più rigida e robusta,‭ ‬ e la stampa risente meno delle vibrazioni e sollecitazioni delle masse in movimento. E' più facile da accessoriare,‭ ‬il sistema dei T-‭ ‬Slot Nuts permette di aggiungere parti a piacimento‭ (‬anche pesanti‭) ‬a seconda delle esigenze dell'utente.‭ ‬E‭' ‬assolutamente scalabile,‭ ‬le già ottime misure di stampa‭ (‬210‭ ‬X‭ ‬235‭ ‬X‭ ‬190‭ ‬mm‭)‬,‭ ‬possono essere facilmente aumentate sovradimensionando poche parti prima dell'assemblaggio.

La MendelMax‭ ‬1.5

Con la versione‭ ‬1.5‭ ‬la forma e le dimensioni della macchina rimangono invariate,‭ ‬ma vengono introdotte importanti modifiche.‭
MendelMax 1.5 (immagine dal Web)
 ‬
Viene ribaltata la meccanica dell'asse Z,‭ ‬i motori non sono più in alto al vertice del triangolo del telaio,‭ ‬bensì alla base,‭ ‬scelta che è stata probabilmente dettata dall'esigenza di abbassare il baricentro della macchina.‭
MendelMax 1.5 progetto originale

MendelMax 1.5 dettaglio motore e tendicinghia
MendelMax 1.5 dettaglio x-end
Vengono anche riprogettati i due X-end‭ (‬destro e sinistro‭) ‬introducendo l'uso di aste trapezie al posto di normali aste filettate per il movimento sull'asse Z,‭ ‬ il supporto delle aste lisce dell'asse Y viene completamente rivisto,‭ ‬introducendo un sistema più semplice e più facile da montare,‭ ‬e aggiungendo un tendicinghia.

La Mendel Max‭ ‬1.5+

Non è da definirsi una vera e propria versione,‭ ‬è piuttosto una variante della‭ ‬1.5,‭ ‬sono infatti identiche in tutto e per tutto,‭ ‬ad eccezion fatta proprio per il sistema del carrello dell'asse Y,‭ ‬vengono eliminate le aste lisce e i cuscinetti lineari a beneficio di una rotaia per macchine CNC di precisione.


La MendelMax‭ ‬2.0

Questo modello nasce a Dicembre del‭ ‬2012,‭ ‬e rappresenta un passaggio importante nella storia della MendelMax,‭ ‬infatti,‭ ‬per stessa ammissione del creatore,‭ ‬il design è stato concepito anche in funzione di esigenze commerciali.‭

MendelMax 2.0 vista frontale (immagine dal Web)
MendelMax 2.0 Vista di 3/4 (immagine dal Web)

Sul blog MendelMax.com,‭ ‬nell'articolo di presentazione della‭ ‬2.0,‭ ‬Maxbot spiega che ‬lo sviluppo della‭ ‬1.0‭ ‬e della‭ ‬1.5‭ ‬non aveva come obbiettivo la vendita di stampanti, ma poi,‭ ‬una volta trovatosi a dover sostenere una forte richiesta di Kit,‭ ‬si sia velocemente reso conto che le parti stampate in plastica non sono sostenibili per grosse produzioni. Il nuovo design comprende quindi ben poche parti in plastica e guide lineari per‭  ‬gli assi X e Y.
Scompare la classica forma a triangolo,‭ ‬e troviamo un singolo frame centrale in barre di alluminio estruso tenute insieme da placche di alluminio tagliato al laser.‭ ‬Due controventature posteriori uniscono il frame al telaio conferendo rigidità alla struttura.‭
MendelMax 2.0 vista laterale progetto originale

‬La base del telaio è costituita da due barre di alluminio sovrapposte per le fiancate e due fogli di alluminio tagliati al laser sul fronte e sul retro.‭ ‬I motori dell'asse Z‭  ‬tornano a posizionarsi in alto,‭ ‬in cima alla struttura,‭ ‬e l'intero sistema dell'asse X è completamente rinnovato‭; ‬si nota subito la scomparsa di aste lisce a beneficio di una coppia di estrusi di alluminio a cui sono fissate due rotaie di precisione.‭ ‬
MendelMax 2.0 dettaglio sistema di estrusione progetto originale
 Cambia radicalmente anche il sistema di estrusione,‭ ‬non vengono più adottate le ruote dentate stampate in plastica,‭ ‬tipiche delle reprap,‭ ‬e viene impiegato un motore con riduttore,‭ ‬tutto il‭ “‬cold end‭” ‬viene completamente riprogettato.‭

Tutti questi cambiamenti,‭ ‬il design,‭ ‬i carrelli,‭ ‬il sistema di estrusione,‭ ‬ci restituiscono, di fatto, una stampante completamente nuova e diversa,‭ ‬che sicuramente ha ben poco in comune con le versioni precedenti,‭ ‬ma che permette un notevole volume di stampa‭ (‬230‭ ‬X‭ ‬310‭ ‬X‭ ‬225mm‭) ‬e risultati di ottima qualità.‭

E‭' ‬importante dire che,‭ ‬nei sorgenti di questo modello ci sono anche i file per stampare in plastica le parti in alluminio tagliate al laser,‭ ‬permettendo così a chiunque di costrursi la propria MendelMax‭ ‬2.0‭ ‬senza essere costretto ad acquistare un kit o a rivolgersi a qualcuno per il taglio delle placche di alluminio.

La MendelMax‭ ‬3.0

Presentata lo scorso novembre è l'ultima nata della famiglia delle MendelMax.‭ ‬
MendelMax 3.0 (immagine dal Web)
Di questa stampante,‭ ‬a parte le descrizioni ufficiali,‭ ‬si sa ancora molto poco e non si trovano ancora fotografie se non le poche postate‭  ‬sul sito del produttore,‭ ‬dove è commercializzata ad un prezzo simile a quello della‭ ‬2.0.‭ ‬E‭' ‬ovviamente una evoluzione di quest'ultima,‭ ‬nella descrizione sul sito,‭ ‬si evince che la stampante è un po‭' ‬più larga,‭ ‬questo per fare spazio ai motori dell'asse Z che sono tornati ad essere montati in basso ma,‭ ‬questa volta,‭ ‬all'interno del telaio.‭

A destra una MendelMax 2.0, a destra una MendelMax 3.0 (immagine dal Web)
La dimensione dell'area di stampa si riduce leggermente e diventa di‭
250‭ ‬X‭ ‬315‭ ‬X‭ ‬197mm,dalle foto,‭ ‬si può vedere che è cambiato il sistema di scorrimento sugli assi X e Z,‭ ‬viene infatti utilizzato il sistema V-Slot‭; ‬per l'asse X,‭ ‬ad esempio,‭ ‬le due aste parallele con rotaia sono sostituite da un unico profilato da‭ ‬20‭ ‬X‭ ‬40mm,‭ ‬con il lato‭  ‬da‭ ‬40mm posizionato in verticale.‭
Cambia nuovamente il sistema di estrusione,‭ ‬non è più impiegato il motore con riduttore,‭ ‬si passa ad una estrusione diretta pura,‭ ‬che però vincola la macchina al solo utilizzo di filamenti da‭ ‬1,75‭ ‬mm.‭
Non è chiaro se anche la MendelMax‭ ‬3.0‭ ‬sarà Opensource oppure no,‭ ‬non è stato specificato,‭ ‬ed è mia intenzione chiedere maggiori informazioni in merito.‭ ‬E‭' ‬presumibile che anche la‭ ‬3.0‭ ‬sarà Opensource,‭ ‬ma sicuramente,‭ ‬come è successo con il modello precedente,‭ ‬i sorgenti verranno rilasciati tra qualche mese,‭ ‬o comunque non prima della fine di una campagna di vendita iniziale da parte del progettista.

Pregi,‭ ‬difetti,‭ ‬ considerazioni generali

Parlando di pregi e difetti mi riferisco principalmente alle versioni‭ ‬1.0‭ ‬e‭ ‬1.5,‭ ‬sono infatti le più diffuse e quelle su cui ho esperienza diretta.

Di pregi abbiamo già ampliamente parlato,‭ ‬ma riassumendoli possiamo dire che sono principalmente facilità di montaggio,‭ ‬robustezza,‭ ‬precisione,‭ ‬versatilità,‭ ‬ed infine scalabilità.

Come tutte le cose,‭ ‬anche le MendelMax non sono esenti da difetti,‭ ‬e se fino ad ora abbiamo parlato più che altro di pregi,‭ ‬è giunto il momento di vedere cosa in queste macchine non va bene e quali problemi possono dare.

L'area di stampa è di per se ottima,‭ ‬ma è purtroppo la prima a risentire di eventuali modifiche ai componenti di base.‭ ‬Se si volesse,‭ ‬ad esempio,‭ ‬utilizzare un carrello per l'asse X differente da quello classico utilizzato nella Prusa,‭ ‬un design con più accessori,‭ ‬magari con delle ventole per raffreddare l'estrusore o il PLA durante stampa,‭ ‬ci si vedrebbe drasticamente diminuire l'area di stampa sull'asse X,‭ ‬perchè ovviamente il carello con maggiori accessori sarebbe più ingombrante ma,‭ ‬cosa forse ancor più grave,‭ ‬si ridurrebbe anche l'area su Z,‭ ‬perchè,‭ ‬salendo durante la stampa,‭ ‬il carrello incontrerebbe il telaio che va stringendosi a causa della forma a triangolo,‭ ‬rischiando così delle collisioni con esso,‭ ‬che sicuramente rovinerebbero la stampa in corso,‭ ‬ma nei casi peggori potrebbero anche danneggiare l'hardware.
Differenza di misure tra il carrello di una Prusa e un Quick-Fit
L'area sull'asse su Z risente anche di eventuali modifiche al piatto di stampa,‭ ‬nel caso di un piano riscaldato,‭ ‬si potrebbe voler aggiungere dell'isolamento per aumentare l'efficienza della resistenza,‭ ‬oppure si potrebbe voler montare un sistema più pratico ed accessibile per la regolazione e il livellamento del piano di stampa,‭ ‬un paio di situazioni molto probabili che andrebbero inevitabilmente ad alzare il piatto di stampa e quindi a ridurre l'area su Z.‭

Se sommiamo tutte le riduzioni dovute a questo o quel motivo,‭ ‬ci potremmo velocemente ritrovare l'area su X che da‭ ‬215mm scende fino a‭ ‬180mm e quella su Z che precipita da‭ ‬190mm fino a‭ ‬100/110mm,‭ ‬fortunatamente,‭ ‬l'area sull'asse Y rimane pressochè invariata.
MendelMax 1.5 con area di stampa sensibilmente ridotta
‭Questo non è un problema insormontabile,‭ ‬anzi,‭ ‬la caratteristica di scalbilità della macchina ci aiuta a risolverlo rapidamente,‭ ‬è importante però esserne consapevoli da subito,‭ ‬in modo da programmare il montaggio della macchina con alcune parti leggermente maggiorate.

Abbiamo elencato la rigidità fra i pregi di questa macchina,‭ ‬bisogna però dire che può diventare anche un punto debole se gli elementi in plastica che compongono la stampante non sono stampati a dovere,‭ ‬infatti,‭ ‬le forze che si scaricano sul telaio durante la stampa vengono assorbite dalle parti in plastica che devono dare la giusta risposta meccanica alle sollecitazioni.‭ ‬Può capitare di trovare sul mercato kit di qualità scadente,‭ ‬con plastiche stampate male,‭ ‬che col tempo cominciano a spaccarsi.‭ ‬Le stampe risentono immediatamente di questi cedimenti,‭ ‬anche se all'inizio sono piccoli e poco visibili,‭ ‬ma poi,‭ ‬se non si interviene sostituendo le parti danneggiate,‭ ‬si possono incontrare problemi maggiori a livello strutturale.‭

Sorgono quindi alcune considerazioni,‭ ‬la MendelMax‭  ‬è una delle migliori stampanti che ci si possa assemblare in casa,‭ ‬ma la serietà di chi vi fornisce il kit è fondamentale,‭ sia ‬per la qualità del prodotto,‭ ch‬e per una giusta politica di prezzo.‭
Ho purtroppo potuto constatare che spesso i prezzi sono incredibilmente alti,‭ ‬e questo non agevola la diffusione di una macchina decisamente superiore ad altre più utilizzate.‭
A coloro che hanno la possibilità di farsi stampare le plastiche da un amico o un conoscente,‭ ‬consiglierei addirittura di costruirsi la propria macchina senza nemmeno comprare un kit! ‬Non è per nulla un'impresa impossibile,‭ ‬anzi,‭ ‬ritengo che sia più facile tagliarsi in casa qualche barra di estruso di alluminio acquistato su ebay‭ (‬peraltro con una spesa per nulla esosa‭)‬,‭ ‬piuttosto che andare alla ricerca di qualcuno che ci faccia dei tagli al laser su misura.

Sulla MendelMax ci sarebbe ancora molto da dire ma non è mia intenzione scrivere un trattato, ho voluto più che altro fare un po’ di chiarezza per chi inizia e cerca di orientarsi tra mille modelli di stampante, mille versioni più o meno differenti e non ha ancora le idee ben chiare.

In chiusura posso dire che, senza nulla togliere a molti validi modelli di stampante 3D, mi sento di consigliare vivamente l’acquisto di una MendelMax.

Per domande, consigli, ulteriori informazioni, sono ovviamente a vostra disposizione, non esitate a chiedere!

Ciao!

Alex272













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