Daga – Test

Attenzione: gli oggetti di cui si parla in questo articolo sono creati a puro scopo educativo, e il loro uso improprio può danneggiare oggetti o peggio far male a persone, usi per cui tali oggetti NON vanno utilizzati. Nego ogni responsabilità nel caso qualcuno provi a replicare gli oggetti in questione e ne faccia un uso improprio.

Inoltre, prima di iniziare, mi scuso per la scarsa documentazione fotografica, ma preso dalla foga del momento, ero curioso di sapere cosa sarebbe e non mi sono soffermato sufficientemente a fare foto.

Introduzione

Una delle cose che mi ha sempre affascinato della stampa 3D è la riproduzione di oggetti molto più grossi rispetto alle miniature che faccio di solito. Per questioni tecniche con la stampante non ne faccio molti, ma ogni tanto mi ci diletto. Dato che faccio parte di un’associazione di scherma storica, mi è partito il pallino: perché non provare a fare una riproduzione di una spada in scala 1:1?
Ovviamente, la spada che andrei a creare sarebbe un oggetto ornamentale da esposizione, al più che si possa tenere in mano mentre si sta in posa (ad esempio se usato per un cosplay).
Una spada in media è lunga sui 100cm, di cui 80cm sono la lama, che ha un’altezza di circa 2-3cm e uno spessore di circa 1cm. Partire subito con questo progetto sarebbe stato un suicidio. Quindi ho deciso di provare con una daga, che ha la stessa struttura, ma è molto più piccola, perfetta per provare a fare dei test.
Il primo problema che mi sono trovato ad affrontare è stato quello di avere un oggetto solido, con cui se si dovesse imitare un fendente non voli via un pezzo, ma che resti integro nella mano. Inoltre, le giunzioni tra i vari pezzi, in un’ipotetica riproduzione non sono molto belli a vedersi e quindi vanno coperti. Per ovviare a questi due problemi insieme, ho pensato alla cartapesta.
Lo scopo di questo articolo non è quello di portare un oggetto finito vero e proprio, ma i risultati di alcune mie prove, su come potrebbe essere possibile costruire un oggetto del genere. In particolare discuterò di un possibile modo di progettare il modello, come incollare i vari pezzi tra di loro, la copertura con la cartapesta e l’eventuale colorazione.
Mi preme dirlo: probabilmente a molti la cartapesta sembrerà una cavolata, ma, da quanto ho letto su internet, a saper padroneggiare questa tecnica si riescono a creare tanti begli oggetti. Fattore non meno importante è il costo: il materiale necessario non è altro che carta da buttare via e della colla.

Il modello 3D

Figura 1 – il modello della daga

Come si vede dalla Figura 1 il progetto è molto abbozzato, dato che non ho dato molto peso ai dettagli, ma bensì a come sarebbe dovuta essere la struttura. La punta è stata troncata sia per questioni di sicurezza che per evitare di avere punti eccessivamente precisi da lavorare. La lama inoltre l’ho fatta più spessa di quanto dovrebbe essere nella realtà in quanto non sapevo fin da subito quanto avrebbero retto i perni.

Figura 2 – i vari componenti della daga. SI possono notare i fori nei quali alloggiano i perni di supporto

Dalla Figura 2 si può vedere come ho progettato la daga: pezzi incollati tra di loro con dei perni per aumentarne la solidità generale. Le superfici sono senza incastri particolari per semplicità.
Il progetto prevede una lama di 20cm, divisa in due parti da 10cm ciascuna, il manico di 10cm e la guardia di circa 1cm, per una lunghezza totale di circa 31cm. La lama ci sarebbe anche stata sul piano come pezzo unico, ma sarebbe andato contro gli scopi di questo test.
I perni invece sono lunghi 10cm, quello sopra entra in ogni parte per 5cm, mentre quello sotto solo per 4.5cm, dato che è centrato sulla guardia. Nel caso di spade, questo è il perno più importante, dato che dovrebbe reggere quasi tutto il peso dell’oggetto.
A questo punto vorrei dilungarmi un attimo parlando dei perni. La prima cosa da fare è deciderne la dimensione e la forma. Le dimensioni dipendono solamente dall’oggetto che stiamo andando a creare, mentre per la forma abbiamo più libertà, usando un parallelepipedo o un cilindro. Dopo alcuni lavori passati, io preferisco i primi per questioni tecniche: in caso siano da limare, trovo sia più semplice farlo senza andarne a modificare la forma, inoltre, i fori in cui vanno inseriti, se orientati opportunamente non hanno bisogno di materiale di supporto, che potrebbe risultare particolarmente ostico da rimuovere.

Dopo il perno, va creato il foro in cui alloggerà. Per farlo io sfrutto il modifier boolean in sottrazione. Bisogna fare attenzione però che il foro, per questo lavoro, non deve essere più largo di 1mm rispetto al perno, quindi il modifier va applicato con un perno “dummy” opportunamente ingrandito. Bisogna fare anche attenzione a non fare il foro troppo largo per evitare che il perno ci balli dentro e quindi risulti inutile.

La stampa 3D

In questa fase andiamo a considerare il peso dei singoli pezzi, l’orientamento durante la stampa e la precisione necessaria.

Il peso
In questo test il peso è relativo, ma oggetti più lunghi e con perni più fini, questo inizia a diventare abbastanza importante. Per variarlo possiamo usare solamente il riempimento, che nel mio caso ho impostato allo 0%, rendendo di fatto i componenti cavi. Per i perni invece ho impostato il riempimento al 10% per avere una maggiore resistenza.

Alcune discussioni online dicono di usare riempimenti non oltre il 20%, dato che si ottengono strutture sufficientemente resistenti. Ovviamente non c’è nessun divieto nell’andare oltre se ce n’è la necessità.

L’orientamento della stampa
Questo è fondamentale per creare dei pezzi che siano resistenti a determinate sollecitazioni meccaniche.

Figura 3 – scherma di un pezzo stampato. In rosso sono rappresentati i vari layer, le frecce 1 e 2 rappresentano sollecitazioni da direzioni differenti

Prendendo in esempio la Figura 3 l’oggetto è più soggetto a fratture a causa della sollecitazione 2, mentre sarà più resistente alla sollecitazione 1.

Precisione
Quanto devono essere perfetti gli oggetti? Nella stampa 3D ci sono vari fattori che influenzano questo aspetto, come l’inarcamento a causa della poca adesione al piano di stampa, la presenza di materiale di supporto che non si stacca completamente, sbavature, etc… Secondo me, in questo tipo di lavoro possiamo essere (relativamente) grossolano, in quanto eventuali imperfezioni non troppo evidenti possono essere coperte dalla fase successiva, come poi vedremo. La cosa importante è che siano precisi i perni e le relative sedi.

Dopo questa pappardella teorica, vediamo il mio lavoro: i layer sono stato impostati a 0.2mm e il tutto ha richiesto poco meno di 8 ore di stampa.

Figura 4 – le parti della lama. SI può notare che il pezzo a sinistra è incurvato

Come si vede dalla figura sopra, purtroppo uno dei due pezzi (quello a sinistra) non ha adeso bene alla superficie e quindi si è inarcato. Nella Figura 7 più avanti, si può vedere quanto questo difetto viene coperto con la cartapesta.

Figura 5 – i componenti della lama e il loro perno.
Si nota particolarmente l’orientamento con cui sono stati stampati

Non sono stati necessari altri supporti oltre al brim, per una maggiore adesione al piano. Ho ottenuto così dei pezzi già pronti appena tolti dal piano di stampa.

Incollaggio

Prima di ricoprire tutto con la cartapesta, dobbiamo incollare i pezzi tra di loro e ovviamente non tutte le colle sono uguali. Io ne ho provate tre, ed ecco i miei pareri.

  • Super attack: è la colla che uso per le miniature, ma non l’ho trovata particolarmente soddisfacente per questo compito. Il motivo è che potrebbe servirne troppa per incollare il perno o per unire i pezzi. Trovo che questa colla sia più adatta per unire piccoli oggetti.
  • Vinavili: adeguata per questi compiti. Trovo che abbia una buona presa ed è comoda da far colare nei fori prima di inserire il perno. L’unico inconveniente è il tempo di asciugatura di circa 12 ore.
  • Colla a caldo: la migliore di quelle che ho provato. Incolla bene i pezzi e si secca rapidamente, per cui il pezzo è subito pronto per il successivo lavoro. Ha però degli inconvenienti: il primo è il tempo di asciugatura, il fatto che sia così rapido potrebbe metterci troppa fretta e non farci incollare adeguatamente i pezzi. Il secondo è lo spessore che si viene a creare, che nel caso ne venga messa troppa, può non essere indifferente, anche 2 o 3mm.

Faccio nota che per incollare i pezzi ho versato sia la colla nei fori, sia sulle superfici di contatto tra i due pezzi.

La cartapesta

Come ho già detto all’inizio, questo è un metodo che secondo me, nonostante venga sottovalutato, ha grandi potenzialità.
Non sto a dilungarmi sulle varie tecniche, non è questa la sede e internet è pieno di spiegazioni e tutorial molto esaustivi fatti da persone molto più competenti di me. Mostrerò solo il metodo da me usato.
Come carta ho riciclato dei fogli A4 per la stampa, mentre per la colla ho fatto una miscela 1:1 di vinavil e acqua.
I fogli sono stati divisi in striscioline, di dimensioni di circa 15x1cm o 7x1cm.

Figura 6 – le divisioni eseguite su un foglio A4 per ottenere le striscioline di carta utilizzate

Ho anche provato utilizzando pezzettini strappati in maniera irregolare, ma il risultato non mi ha soddisfatto. Le striscioline vincono a mani basse.
Ho creato 3-4 strati mettendo colla, strisciolina e poi altra colla. Bisogna fare attenzione al primo strato, in quanto il PLA è abbastanza idrofobo e le striscioline tendono a scappare via.
Tenete presente anche che i fogli da stampa hanno uno spessore di 0.07mm, che possono sembrare pochi, ma nel caso di dislivelli anche di un paio di strati, la differenza si sente particolarmente passando la mano.
Generalmente per la cartapesta si usa la carta di giornale. Io l’ho fatto usando “Metro”, un giornale gratuito che viene distribuito nelle metropolitane di alcune città. Onestamente mi è sembrato troppo sottile e non è piaciuto particolarmente, ma potrebbe essere stato un caso. Giornali diversi hanno carta diversa e qualcuna è più idonea per questi lavori rispetto ad altre.
La cartapesta richiede un tempo di asciugatura di circa 12-24 ore, e dopo è pronta per un’eventuale lisciatura con della carta vetrata molto fine. Sconsiglio la carta vetrata con grani troppo grossi in quanto rimuovono direttamente la cartapesta.

La pittura

Per queste prove mi sono limitato a pitturare solo alcune parti per vedere come si comportavano le vernici. Per il test ho usato:

  • Ironbreaker
  • Runefang steel

E

  • Marrone
  • Oro

I primi della Citadel e i secondi della Tamiya.
Non sono particolarmente bravo in questo lavoro, ed entrambe le marche non mi hanno soddisfatto particolarmente, anche se ho apprezzato maggiormente quelli della Tamiya. Ovviamente riconosco che non sono colori fatti per questo tipo di materiale.
Le zone pitturate sono sia su una base nera, fatta con una bomboletta spray, sia direttamente sulla cartapesta. Nel primo caso, si crea una superficie troppo liscia che rende difficile spalmare il colore; probabilmente con un primer i risultati potrebbero essere migliori.
La cartapesta invece si presenta lievemente ruvida e permette di spalmare bene il colore.
In tutti i casi però, sia che la superficie sia stata lisciata con la carta vetrata che non, il colore mette in risalto i bordi delle striscioline di carta. Questo è un dettaglio che si nota solo da vicino (ad esempio tenendolo in mano) e in controluce.

Figura 7 – La daga completa con alcune prove dei colori. La lama non è perfettamente dritta a causa dell’inarcamento del pezzo
Figura 8 – Una seconda daga, parzialmente stampata, su cui ho effettuato altre prove sia con la colla che con la cartapesta

Resistenza dell’oggetto

Facendo riferimento alla daga della Figura 7, che è stata incollata usando la vinavil, posso dire che ha una resistenza adeguata per gli scopi per cui è progettata. È possibile brandirla (e fate attenzione quando lo fate) senza che questa si rompa, e ritengo quindi che 3-4 strati di cartapesta siano sufficienti.

Conclusioni

Ho trovato i risultati di queste prove molto soddisfacenti. Posso dire che con questa tecnica è possibile creare oggetti sufficientemente grossi e che si possono maneggiare senza troppi problemi. Bisogna però considerare come verranno mostrate a un eventuale pubblico e quindi adeguare la precisione dei pezzi a seconda, come discusso in precedenza. Infatti se è un oggetto per cosplay, un inarcamento come quello della daga potrebbe non essere notato, mentre diversa è la questione per una riproduzione che vorrebbe essere fedele all’originale.

Note finali

Alla fine del lavoro, mentre tiravo le mie conclusioni, ho riflettuto su eventuali miglioramenti che si potrebbero apportare.

Il modello 3D: nel caso di oggetti particolari, credo che fare degli incastri appositi tra i vari componenti potrebbe aiutare, lasciando i perni solo nei punti in cui vi è un carico maggiore sulla struttura dell’oggetto.
La stampa 3D: ovviamente più un pezzo è curato e più farà una bella figura. Una nota invece va al materiale. Io ho usato solamente PLA, ma leggendo online, l’ABS potrebbe essere più idoneo in quanto ha una maggiore resistenza meccanica. L’ABS comunque risulta più difficile da stampare in quanto richiede un piano riscaldato e risente di più del restringimento durante il raffreddamento, quindi inarcamenti più probabili.
Lisciatura dell’oggetto: io ho provato solo la carta vetrata, ma nulla vieta di usare altri materiali per fare uno strato più liscio, ad esempio come lo stucco o la resina (come ho letto online). In questo modo si aggiunge un’ulteriore protezione alla cartapesta, che è debole all’acqua.
Altro: potrebbe essere interessante capire come si comporta la resina o il vetroresina direttamente a contatto con il PLA.

Con questo ho veramente concluso. Spero di proporre in futuro qualche oggetto creato con questa tecnica e spero che questi miei risultati possano essere utili a qualcuno che voglia provare.

Fede

Fondatore del sito e appassionato di stampa 3D. Mi piace creare principalmente miniature e ambientazioni per giochi gdr, oltre che piccoli gadget. Dal 2015 possessore di una prusa ephestus, tra un problema e l'altro stampo tutti i miei lavori.

Lascia un commento

Close Menu
shares