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Efficienza al cubo

Abbiamo provato la Tiertime Up Box, desktop cinese per quella fascia del mercato professionale che vuole prototipare velocemente

La Up Box è una stampante desktop di produzione cinese, semplice da usare, ma destinata a un uso pro-

fessionale. La casa produttrice, Tiertime, ha realizzato una macchina FDM/FFF con un’a-rea di stampa molto generosa e dal design accattivante, pronta all’uso e dotata di una serie di interessanti caratteristiche. Una di queste è il piano autolivellante che si regola con una procedura automatica tramite un sensore per la misurazione dell’altezza in-terno dell’estrusore. La Up Box ha buone caratteristiche tecniche e meccaniche e produce stampe di qualità. Il software e il firmware sono proprietari e non è possibile utilizzare la stampante con programmi di slicing open source. Il software “UP” per il controllo e lo slicing soddisfa le esigenze di un utente medio, non interessato a sperimentare, che desidera semplicemente stampare modelli tridimen-

sionali senza doversi preoccupare di troppi dettagli. Si sente la mancanza di un piccolo display e di una maggiore connettività: in-fatti è possibile utilizzarla solo collegandola a un computer via USB. La stampante ha un aspetto molto curato: Tiertime è ormai uno dei maggiori produttori di stampanti 3D in Cina. L’azienda è stata infatti fondata più di vent’anni fa e offre di-

di Paolo Aliverti

verse soluzioni di stampa: dalle macchine industriali di grandi dimensioni a quelle per uso amatoriale o semiprofessionale.

Dimensioni considerevoliLa Up Box è una desktop imponente, dalle dimensioni notevoli: è grosso modo un cubo con i lati di circa 50 centimetri. Il design è ben curato: non ci sono cerniere o viti in vi-

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sta e la stampante è avvolta da una liscia superficie nera. È difficile anche intuire la presenza di un portello superiore per acce-dere all’interno della macchina. Il peso della stampante è notevole (circa 20 kg) e si sente la mancanza di un paio di maniglie o anche semplici incavi per facilitare gli spostamen-ti. Sul lato destro un coperchio magnetico rivela la presenza dell’alloggiamento per

le bobine. Il coperchio si rimuove senza fatica. L’al-loggiamento prevede l’uso di bobine da mezzo chilo. È però possibile stampare un adattatore, fornito da WL3D, per inserire bobi-ne di dimensioni maggiori. La Upbox può utilizzare fi-lamenti in ABS e PLA con

diametro di 1,75 mm. La macchina lavora molto bene con l’ABS, un materiale noto-riamente difficile da stampare. Un’altra nota di pregio, che facilita l’utilizzo di materiali “difficili” come l’ABS, è la camera di stampa interamente chiusa, che durante il funzio-namento protegge il pezzo e mantiene una temperatura costante (fino a 50° C).Sul lato del portello troviamo tre pulsanti,

ciascuno dei quali gestisce tre funzioni, ma purtroppo i simboli riportati non sono mol-to chiari. Il primo di tali pulsanti riporta il simbolo di accensione/spegnimento e serve per accendere le luci (singola pressione), ri-stampare l’ultimo lavoro (doppia pressione) oppure per inizializzare la macchina (lunga pressione). Il secondo pulsante gestisce il preriscaldamento del piatto, la ritrazione del filamento e l’estrusione del filamento. Il ter-zo pulsante si usa per accendere o spegnere le luci, mettere in pausa un lavoro oppure fermarlo. Un display sarebbe utile per ricor-dare tutti questi comandi. Nella parte posteriore della macchina tro-viamo il pulsante per l’accensione, una por-ta USB per il cavo che va al PC e l’ingresso per l’alimentazione. L’alimentatore è esterno ed è fornito di cavi abbastanza lunghi.

Produttore: TierTime (www.tiertime.com)Modello: UpboxPrezzo: 1.899 euro (+Iva)Volume di stampa: 255×205×205 mmDimensioni: 49,5×52×49,5 cmPeso: 20 KgTecnologia: FDM/FFFEstrusori: ugello da 0,4 mmVelocità di stampa: 90 mm/sPiano riscaldato: sìRisoluzione Z: da 100 a 400 μmMateriali: ABS e PLAAccessori: 1 bobina di ABS (500 g), 4 piani di lavoro, cavi di connessione, attrezzi per manutenzione, spatola, taglierino, manualiPro:Calibrazione automaticaFiltro HEPASemplice da usareContro:Software proprietarioTasti non intuitivi

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Nella pagina a sinistra, panoramica sulla stampante; in alto i portelli superiore e frontale aperti; accanto, l’estrusore

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La Up Box è completamente chiusa, ma è dotata di due portelli, uno superiore e uno frontale. Quest’ultimo è dotato di un vetro molto scuro, tanto che si fa abbastanza fa-tica a osservare l’avanzamento del lavoro senza accendere le luci interne. Il portello frontale è collegato a un sistema di sicurez-za, che, in caso di apertura, interrompe la stampa mettendola in pausa.

Piatti differentiNella parte interna trova spazio il genero-so piatto di stampa. Il volume di lavoro è di 255×205×205 mm. Il piano è riscaldato e autocalibrante: in casi di vera necessità si

può comunque intervenire a mano per rego-larlo. La parte superiore del piatto di lavoro si può staccare. In dotazione ci sono ben quattro piani con caratteristiche differenti. Uno dei piatti ha la superficie perforata ed è indicato per stampe in ABS. Il piano perfora-to migliora l’adesione della plastica e va uti-lizzato con un raft inferiore (il raft è una base di appoggio per il modello, realizzata con i primi layer di stampa, che facilita l’adesione della plastica). Altri due piatti sono ricoperti da una pellicola di Ultem e il quarto è liscio e senza pellicola (l’Ultem o polietereimmide è un polimero ad alta resistenza che può essere impiegato anche nella stampa FDM).

I piatti dotati di pellicola si possono usare sia con ABS che PLA, anche senza aggiun-gere il raft. Il piatto liscio è indicato per il PLA ma è necessario migliorarne l’adesione utilizzando una lacca o un adesivo specifi-co. Ricordatevi di non spruzzare mai lacca o adesivi all’interno della stampante, ma di estrarre il piatto per effettuare il tratta-mento. I piani intercambiabili sono molto pratici. Il sistema di blocco è realizzato con le “teste” coniche di alcune viti. Per bloc-care un piano è necessario infilarlo nelle viti sporgenti e poi tirarlo verso l’esterno. La procedura risulta un po’ critica quando il piano è nuovo, ma una volta “rodato” non ci sono problemi. I punti di fissaggio sono 5 ed è sempre necessario verificare che tutti e cinque siano agganciati.La Up Box è dotata di un singolo estruso-re con ugello da 0,4 mm dotato di motore passo-passo per la trazione del filamento. L’estrusore è molto compatto ed è dotato di una ventola di raffreddamento collegata a un condotto per convogliare l’aria verso l’u-gello inferiore. Il filo si introduce attraverso un foro superiore non molto evidente. Nella parte posteriore è presente il sensore del

In alto la parte interna del portarotolo e il filtro HEPA; a sinistra il piano di lavoro e la parte inferiore con la scritta luminosa

In sintesiLa Upbox è una stampante pronta all'uso, destinata a un professionista alla ricerca di uno strumento che permetta di realizzare rapidamente modelli, senza dover troppo preoccuparsi dei numerosi parametri di uno slicer. La costruzione solida e di buona qualità, unita al software proprietario e al piano autolivellante, offre la possibilità di stampare liberamente. È una macchina indicata per prototipare, per chi necessita di ampi volumi di lavoro e non vuole entrare troppo nei dettagli del processo.

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sistema di regolazione automatica dell’al-tezza. Il sensore è realizzato con un contat-to meccanico collegato a un servo motore. Durante la fase di calibrazione, il sensore scende verso il piano e rileva l’altezza che poi sarà compensata dalla macchina. La velocità di lavoro raggiunge i 90 mm/s, un valore nella media e comunque molto sod-disfacente. L’altezza dei layer parte da 100 micrometri (0,1 mm) fino a 400 per stampe rapide, dove non serve grande definizione.Sulla parete interna di sinistra è fissato un filtro HEPA per i fumi, dotato di ventola, in-dispensabile per utilizzare al chiuso la mac-china, che dovrebbe essere sostituito ogni 6 mesi o 300 ore di lavoro. Il filtro ha un’ef-ficienza di filtrazione delle particelle di 0,3 micron. La struttura portante è realizzata con un telaio metallico fissato alla scocca di plastica. Il tutto sembra abbastanza sta-bile e resistente. La meccanica utilizza un sistema cartesiano con movimentazione a cinghie e motori passo-passo. L’elettroni-ca è ben nascosta nella parte posteriore e l’aspetto interno è molto pulito e ordinato.

Led parlantiLa stampante fornisce utili indicazioni sullo stato di funzionamento utilizzando Led co-lorati posti nella parte inferiore del piano di lavoro e ben visibili attraverso lo sportello frontale. Non appena viene accesa, la scrit-ta “Upbox” è gialla e lampeggia. Dopo che la macchina è stata inizializzata, la scrit-ta si colora di verde e lampeggia. Quando vengono inviati dati alla macchina la scritta

diventa blu e scorre velocemente, mentre quando c’è una stampa in corso, lo scorri-mento rallenta. Se la scritta è rossa ci sono dei problemi. Una singola lettera accesa di colore rosso può indicare vari tipi di errore: dell’estrusore, del sistema di movimenta-zione, della temperatura dell’estrusore o del piatto o della SD Card (ce n’è una interna a uso manutenzione). Appena sopra alla scritta “Up Box”, una striscia di Led indi-ca l’avanzamento di un processo, come per esempio il riscaldamento del piatto di stam-pa oppure lo stato della stampa corrente. Interpretare lo stato della stampante non è per nulla semplice e, come scritto, si sente la mancanza di un display che potrebbe fun-gere da promemoria. La Up Box può essere controllata solo da un computer connesso via USB. Non sono sta-ti previsti alloggiamenti per SD o chiavette USB e neppure Wi-Fi o prese di rete, il che costringe a essere fisicamente nei pressi della macchina, con un cavo collegato ad essa per avviare una stampa. La stampan-te è certificata CE e RoHS ed è interamente chiusa. La macchina consuma 120 W.

Il software UPLa Up Box può essere utilizzata con il pro-gramma “UP” fornito gratuitamente dal produttore. Il software è disponibile per Windows e Mac.

In alto il kit di accessori fornito con la stampante e il sensore per la misura dell’altezza; accanto, il

particolare della pulsantiera laterale

Chi è TiertimeLa Upbox è prodotta dalla cinese Beijing Tiertime Technology Co. Ltd. L’azienda produce vari modelli di stampanti di livello professionale e semiprofessionale, realizzando direttamente le macchine, il software e fornendo i materiali. Originariamente, la Tiertime si chiamava “Beijing Yinhua Laser Rapid Prototyping and Mould Technology Co., Ltd”, fondata dal professor Tsinghua Yan Yongnian, che si dice sia stato il primo a occuparsi della stampa 3D in Cina. La società esiste da più di vent'anni e quindi si può considerare una solida realtà. Tra le macchine prodotte, se ne trovano sia di fascia “bassa” sia ad alte prestazioni con caratteritiche industriali. Le stampanti prodotte da Tiertime sono utilizzate in molti campi ingegneristici, industriali, aerospaziali, medicali oltre che nel design e nella moda.

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Esistono due versioni del programma di slicing e controllo della Up Box. Quella più recente ha una grafica sicuramente più pia-cevole e moderna, ma parte in full screen e ha qualche problema di stabilità. Le opzioni disponibili sono limitate. Nella prima parte del programma c’è una specie di dashboard o pagina di benvenuto che riporta l’immagi-ne della stampante Upbox mini. Qui è possi-bile registrarsi al sito del produttore, aprire una libreria con alcuni modelli precaricati o aprire il manuale.Cliccando sull’icona “UP” si passa alla se-zione di slicing. Sul lato sinistro della fine-stra troviamo un menu con alcune icone: Home, Print, Initialize, Calibrate e Mainte-nance. Al centro della finestra si trova una rappresentazione tridimensionale dello spa-zio di lavoro della stampante e sulla destra altri comandi “rapidi” per spostare, ruotare o ridimensionare il modello caricato.I parametri di stampa sono veramente ri-dotti all’osso: premendo l’icona “Print” si apre un pannello dove è possibile scegliere l’altezza del layer (da 0,1 a 0,4), il tipo di

riempimento (tra sei possibilità predefinite) e la qualità di stampa. Per modificare altri parametri è possibile cliccare sul pulsante “Preference”. I parametri avanzati non sono molti: si può specificare il numero di super-fici (layer) e un angolo che potrebbe essere quello utilizzato per i riempimenti interni. Il supporto e il raft sono sempre attivi come impostazione predefinita. Le opzioni sono abbastanza oscure e non ci sono suggeri-menti, per fortuna viene in aiuto il manuale in italiano molto chiaro e dettagliato.La versione del software per Windows è molto più stabile e con un’interfaccia gra-fica più curata anche se non molto intuitiva nell’utilizzo. Per esempio, per muovere un modello sul piano è necessario selezionarlo, scegliere l’entità dello spostamento e quindi cliccare su un’icona della toolbar. Le funzioni disponibili sono le stesse pre-senti nella versione per Mac. Purtroppo la macchina non è “open” e non è possibile utilizzarla con altri programmi più diffusi come Slic3r. All’apparenza questa chiusura sembra un limite, in effetti un minor numero

di parametri potrebbe confondere di meno gli utenti meno esperti e più interessati ad ottenere rapidi risultati. Gli algoritmi di sli-cing sembrano essere molto efficienti e i risultati sono buoni.

Sul tavolo di lavoroAbbiamo provato la Up Box grazie a WL3D, spin off di Workline Store, storica azienda cuneese specializzata nella produzione e vendita di macchine per il taglio laser. La Up Box ci è arrivata in una scatola di no-tevoli dimensioni. All’interno della scatola abbiamo trovato la stampante imballata alla perfezione, bloccata con pannelli di schiu-ma. L’estrazione dalla scatola è un’opera-zione delicata, da svolgere con attenzione in quanto non ci sono maniglie e la superficie della stampante è liscia. Dopo averla installata su una scrivania non bisogna fare altro che collegarla a un com-puter dove è installato il software di gestio-ne, la cui ultima versione non richiede più di installare i driver USB, che sono già inclusi nel pacchetto di installazione.

A sinistra, sopra, la stampa di alcuni modelli e la progress bar a Led.In alto, la ventola dell’estrusore

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Il programma riconosce subito la stampante e si può avviare la procedura di calibrazione automatica del piano. Prima della calibra-zione è importante fissare uno dei piani di stampa sul piatto di lavoro. Dal retro dell’e-strusore esce il sensore di misura e con una serie di movimenti la macchina provvede a sondare il piano. Dopo il primo setup, prima di iniziare una sessione di lavoro, si deve avviare la procedura di inizializzazione che provvede alla calibratura (homing) degli assi. Il tutto richiede solo pochi minuti e nel giro di un quarto d’ora la stampante è pronta a lavorare.Prima di avviare il nostro primo lavoro, ab-biamo caricato una bobina di ABS aprendo il portello laterale. Il coperchio è magnetico e si rimuove con facilità. È necessario infilare il filamento in un piccolo tubicino sulla som-

mità dell’estrusore e spingerlo fino a che non fuoriesce all’interno della stampante. Anche il caricamento si pilota utilizzando il software di controllo. È necessario indicare la quantità di materiale introdotta: la mac-china “tira” il filo all’interno dell’estrusore e non appena inizia a fuoriuscire dall’ugello, la procedura si ferma automaticamente.Per i nostri test abbiamo scaricato il popolare Torture Test 3D Benchy (www.3dbenchy.com), una piccola barchetta capace di mettere in crisi tutte le stampanti. Il file va stampato senza supporti e mette in eviden-za eventuali problemi della macchina o dello slicer. Abbiamo caricato il file nel software UP e impostato i parametri di stampa. Abi-tuati a un lungo elenco di possibilità (e alle nomenclature) di Slic3r ci siamo trovati un po’ spaesati, cercando di interpretare le op-zioni disponibili. Le possibilità sono limitate così da facilitare gli utenti meno esperti e garantire risultati ottimali. Ci siamo fidati delle impostazioni consigliate e avviato la prima stampa. Il file viene trasferito verso la macchina: lo si capisce dalla scritta lu-minosa che passa dal colore verde al blu. Dopo alcuni avvisi sonori, la macchina inizia a muoversi. Nel complesso non è rumorosa, grazie alla camera completamente chiusa.

Test alla manoAbbiamo effettuato alcuni test e i risultati sono stati buoni. I pezzi sono risultati pre-cisi anche con varie risoluzioni e velocità. Come materiale abbiamo utilizzato l’ABS, notoriamente più ostico da trattare e grazie al raft e agli algoritmi di slicing della Up Box,

i risultati sono stati soddisfacenti. Quando la macchina utilizza l’ABS è sempre consi-gliabile sempre il raft. Con questa opzione c’è sempre il timore che la parte inferiore dei modelli possa venire compromessa, in-vece il raft generato dalla macchina non ha intaccato la superficie del pezzo ed è stato rimosso con facilità, lasciando la base liscia e ben definita. I pezzi in ABS non hanno mostrato defor-mazioni o ritrazioni sulla base di appoggio. Sulla parte inferiore delle 3D Benchy c’è una scritta che risulta leggibile anche se è stato aggiunto il raft. I livelli sono regolari, alli-neati e precisi. I supporti sono semplici da rimuovere e non lasciano tracce evidenti. La stampa con ABS produce ottimi risultati anche sul piano liscio. Il piano traforato è in-gegnoso come sistema e garantisce un’ot-tima presa, anche se non è semplicissimo rimuovere i modelli e neppure ripulirlo dai residui di plastica.Le stampe con il torture test 3D Benchy sono andate molto bene. I livelli di stam-pa sono risultati regolari, anche variando lo spessore dei layer. La ripetibilità delle stam-pe è risultata ottima. Le sagome circolari sono state rispettate e non è stata rileva ta alcuna distorsione.

Accanto, il software UP per Windows, con la selezione dei parametri di stampa; sotto, l’ugello dell’estrusore

Chi è WL3DWL3D (www.wl3d.it) nasce come spin off di Workline Store, storica azienda cuneese specializzata nella produzione e vendita di macchine professionali per il taglio laser. La società, intuendo le potenzialità della fabbricazione digitale, ha deciso di avviare un’attività specializzata al commercio di stampanti 3D. Nella sede di Workline Store, nel 2014, è stato anche creato un laboratorio condiviso gestito da “Make in Granda”. Fattore di successo è il team, guidato da Matteo Quaglia. WL3D è distributore ufficiale delle stampanti Tiertime e garantisce il servizio post vendita, assumendosi tutte le responsabilità per quanto riguarda le normative di sicurezza.

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