Come professionista fornitore di ugelli e di una persona che stampa in 3D da anni, una delle domande più frequenti che ricevo dai principianti è:
"Devo usare un ugello in ottone o in acciaio inox?".
Ed è facile essere sopraffatti da tutte le opzioni di ugelli in circolazione: ottone, acciaio, acciaio temprato, rame placcato, rubino...
Ma ecco la sincera verità:
Per la maggior parte dei principianti, ugello in ottone vs acciaio inox non ha molta importanza. Entrambi i materiali funzionano bene per la stampa quotidiana con filamenti comuni come PLA e PETG.
Tuttavia, ogni materiale presenta alcuni sottili vantaggi e svantaggi che è bene considerare prima di aggiornare l'ugello della propria stampante 3D.
Ecco cosa bisogna sapere quando si decide tra un ugello in ottone e uno in acciaio inox, e quando è meglio optare per un ugello di materiale migliore.
Panoramica degli ugelli in ottone
L'ugello in ottone è il vecchio e fidato ugello di riserva della maggior parte delle stampanti 3D entry-level.
Come suggerisce il nome, questi ugelli sono realizzati in ottone, una lega di rame e zinco. Questo conferisce all'ugello in ottone eccellenti proprietà termiche per la conduzione del calore e la fusione del filamento.
In effetti, l'ottone ha le migliori capacità di trasferimento del calore rispetto a qualsiasi altro materiale per ugelli. Ciò consente agli ugelli in ottone di riscaldarsi rapidamente e di mantenere temperature costanti.
Il risultato? Estrusione fluida del filamento e stampe di grande effetto... almeno finché l'ugello rimane in buone condizioni.
Pro
- Eccellente conduttività termica per temperature costanti
- Riscalda e raffredda rapidamente
- Ideale per materiali comuni come PLA e PETG
- Sostituzione molto conveniente
- Prontamente disponibile
Contro
- Si consuma più rapidamente dell'acciaio
- Non abbastanza resistente per i filamenti abrasivi
- Può "sporcarsi" nel tempo
Per la maggior parte degli hobbisti, l'economicità e la qualità di stampa rendono il fidato ugello in ottone una scelta perfetta, con solo un po' più di attenzione alle condizioni e alla pulizia dell'ugello.
Tuttavia, i negozi professionali potrebbero voler fare un upgrade per ottenere una maggiore durata, soprattutto per la stampa di abrasivi.
Vantaggi dell'ugello in acciaio inox
Gli ugelli in acciaio inossidabile offrono una migliore durata complessiva per la stampa 3D.
Realizzati in leghe di acciaio inossidabile, questi ugelli vantano una durezza e una resistenza all'abrasione molto più elevate rispetto agli ugelli in ottone più morbidi. Possono sopportare una maggiore usura prima di guastarsi.
Per questo motivo gli ugelli in acciaio sono più adatti:
- Abrasivi da stampa come i filamenti incandescenti
- Materiali per alte temperature
- Corse lunghe e continue
- Ambienti industriali/commerciali difficili
Per questo motivo, gli ugelli in acciaio inossidabile vengono definiti "ugelli a lunga durata".
Si noti che l'acciaio inossidabile ha gradi che vanno dall'acciaio 303 all'acciaio 316L. Per ottenere la migliore resistenza all'usura, optate per un ugello in acciaio 316L.
Pro
- Durezza e resistenza all'abrasione molto più elevate
- Resiste meglio ai filamenti abrasivi
- Non si deforma facilmente nel tempo
- Adatto per contenitori medici e alimentari
- Più resistente ai detergenti chimici
Contro
- Non conduce bene il calore
- Può essere necessario regolare la temperatura
- Può essere più costoso
Anche in questo caso, un ugello in acciaio inossidabile non eliminerà completamente i problemi di stampa con filamenti incandescenti e altri abrasivi. L'usura aumenterà comunque con il passare del tempo.
Ma è un salto notevole in termini di durata rispetto all'ottone standard.
Materiali speciali per ugelli
Si vedono anche diversi materiali speciali per ugelli pubblicizzati per la loro resistenza a temperature estreme, la durezza o la resistenza alla corrosione:
- Ugelli a rubino - Punta in cristallo rubino, corpo in ottone
- Acciaio temprato - Trattato per la massima durezza
- Rame placcato - Eccellente trasferimento di calore
- Ceramica - Resiste a temperature elevatissime
Tuttavia, la maggior parte degli utenti medi non ha necessariamente bisogno di passare a queste opzioni, a meno che non si stampi con molti abrasivi o materiali ad alte prestazioni.
Questi ugelli speciali possono funzionare facilmente anche con $50-100+, quindi il costo aggiuntivo è più difficile da giustificare per gli utenti occasionali.
Detto questo, l'ulteriore resistenza all'usura e alle temperature può essere una salvezza per le applicazioni avanzate. Quindi, a lungo termine, possono ancora valere la pena in ambito commerciale.
Ugello in ottone contro acciaio: fattori di calore e temperatura
Un'area in cui gli ugelli in ottone si distinguono da quelli in acciaio è la conducibilità termica. Si tratta dell'efficienza con cui il materiale dell'ugello conduce l'energia termica.
L'ottone ha un'eccellente conducibilità termica, il che significa che si riscalda rapidamente e mantiene una temperatura costante. Questo favorisce la qualità di stampa.
D'altra parte, l'acciaio inossidabile conduce il calore in modo più scarso. Pertanto, potrebbe essere necessario utilizzare temperature leggermente più elevate per ottenere la stessa fluidità nell'estrusione del filamento.
Tuttavia, per molti acciai questa differenza è complessivamente minima. Spesso è sufficiente regolare le impostazioni dell'affettatrice per correggerle.
Esistono anche miscele in acciaio inox ad "alta conducibilità", se la costanza della temperatura è molto importante per la vostra applicazione.
Quando scegliere l'acciaio inox rispetto all'ottone?
Data la loro economicità e capacità di trasferire il calore, gli ugelli in ottone tendono a funzionare perfettamente per l'uso quotidiano, soprattutto con i filamenti più comuni.
Quindi, se stampate principalmente PLA, PETG o ABS su una macchina FDM desktop, un ugello in ottone è probabilmente ancora la scelta migliore. Non c'è bisogno di aggiustare ciò che non è rotto!
Tuttavia, per alcune applicazioni l'acciaio inossidabile può rivelarsi l'opzione migliore:
- Materiali abrasivi - I filamenti incandescenti, in fibra di carbonio e in metallo degradano rapidamente l'ottone a causa dell'abrasione dell'apertura dell'estremità calda. L'acciaio inossidabile resiste molto più a lungo a questa usura.
- Ugelli piccoli - Anche minime quantità di usura dell'ugello iniziano a rovinare i dettagli più fini con ugelli da 0,2 o 0,25 mm. L'acciaio resiste meglio alla deformazione nel tempo.
- Materiali per alte temperature - Le temperature di picco per materiali come PEI e PC sfiorano il valore di sicurezza dell'ottone. L'acciaio offre un livello superiore.
- Prodotti chimici corrosivi - I solventi e i detergenti industriali che intaccano l'ottone non danneggiano l'acciaio.
- Contenitori per alimenti - L'acciaio non contiene piombo ed è conforme agli standard sanitari per i materiali di consumo.
In sostanza, se la precisione e la resistenza al calore o all'abrasione sono fondamentali per la vostra applicazione, l'investimento iniziale in ugelli in acciaio inossidabile può ripagare a lungo termine.
Per gli hobbisti che desiderano migliorare la qualità di stampa generale su una macchina di tipo i3, l'ottone andrà benissimo per l'uso quotidiano.
Ottimizzazione della portata per gli ugelli in acciaio
La principale modifica da apportare alla stampa con l'acciaio inossidabile è un leggero aumento della temperatura dell'ugello.
Come ho detto in precedenza, l'acciaio non trasferisce il calore con la stessa efficienza dell'ottone. Per questo motivo, spesso è necessario utilizzare temperature più alte di 5-15 gradi.
In questo modo si garantisce che il filamento possa fondersi completamente e fluire attraverso l'apertura in modo costante, senza "trascinarsi" o macinare.
La temperatura esatta necessaria dipende da fattori quali:
- Tipo di materiale
- Colorante
- Dimensione dell'ugello
- Velocità di stampa
Quindi non temete di eseguire alcune stampe di prova per definire la temperatura dell'hot end e il moltiplicatore di portata perfetti.
Utilizzate le torri di temperatura e i test di ritrazione per confrontare l'impatto delle diverse impostazioni sulla scorrevolezza dell'estrusione, sull'incordatura e sulla finitura complessiva della stampa.
Come scegliere - Ugello in ottone vs acciaio
Quindi, quando si sceglie ugello in ottone vs acciaio inox per la vostra stampante 3D, considerate:
Ottone - Ideale per principianti e hobbisti grazie all'economicità, al trasferimento di calore e all'ampia disponibilità. Fornisce bellissime stampe con materiali comuni. Sostituzione più frequente.
Inossidabile - Scegliere ugelli in acciaio inox per una maggiore durata con abrasivi, materiali ad alta temperatura, ugelli piccoli, funzionamento continuo o sterilizzazione. Può essere necessario apportare piccole modifiche all'affettatrice. La sostituzione è più costosa.
Speriamo che questo vi dia un'idea più precisa dei pro e dei contro di ciascuno di essi e vi aiuti a determinare se il passaggio all'acciaio possa essere vantaggioso per la vostra applicazione specifica!
Entrambi i materiali degli ugelli possono produrre stampe eccezionali se abbinati a un filamento di qualità, a impostazioni di slicer calibrate, a una conservazione adeguata e a una pulizia regolare.
Ora uscite, divertitevi e stampate tutto!