Stampante 3D

Introduzione

Quando si possiedono modelli molto datati, si fa sempre più fatica a cercare i pezzi di ricambio per sostituire parti rotte o usurate, come gli ingranaggi del motore di una locomotiva o il porta-gancio di un vagone. Anche cercando tra i siti di fermodellismo o su eBay, raramente si trovano i pezzi necessari e, quando si reperiscono, sono spesso molto cari. Per poche case produttrici esiste un servizio ricambi: utile, certamente, ma costoso, soprattutto per le spese di spedizione. Inoltre, il pezzo cercato non è sempre disponibile, in particolare se sono passati molti anni dall’inizio della produzione. Vi sono poi ricambi nati con difetti di progettazione che portano, prima o poi, alla medesima rottura che ha reso necessaria la sostituzione. Una stampante 3D può risolvere questo tipo di problema.

Per questi motivi, un paio di anni fa ho deciso di acquistare una stampante 3D economica, con l’intento — forse velleitario — di sostituire i pezzi usurati, rotti o difettosi dei miei treni. In queste pagine cerco di raccontare la mia “avventura” in un terreno inizialmente sconosciuto e di mostrare i componenti che sono riuscito a stampare con maggiore o minore soddisfazione.

Per questi motivi un paio di anni fa mi sono deciso ad acquistare una stampante 3D, economica, con l’intento certamente velleitario, di sostituire pezzi dei miei treni quando usurati, rotto o difettosi. In queste pagine cerco di raccontare la mia ‘avventura’ in questo terreno all’inizio sconosciuto e le parti che sono riuscito a stampare con più o meno soddisfazione.

La stampante 3D

Nel percorrere questa strada mi sono imbattuto in vari problemi. Il principale riguarda probabilmente la conoscenza delle misure esatte del pezzo da sostituire. Questo accade, ad esempio, con gli ingranaggi: sono abbastanza semplici da modellare (esiste un sito apposito), ma è fondamentale conoscerne diametro, numero e altezza dei denti e spessore. Talvolta, pur conoscendo questi parametri, si fa fatica a stamparli — soprattutto con il modello economico che ho scelto —, poiché è complesso realizzare componenti molto piccoli. Bisogna intervenire su decine di parametri di impostazione, sostituire a volte il filamento utilizzato e fare numerose prove prima di ottenere discreti risultati.

Per stampare un pezzo occorre innanzitutto creare un disegno tecnico. Grazie ai vari archivi presenti in rete, ho quasi sempre trovato il pezzo già pronto per la stampa, apportandovi solo raramente lievi modifiche. Se non lo si trova e non si è particolarmente esperti nell’uso dei software CAD (come nel mio caso), ci sono due scappatoie: affidarsi a un sito che generi il disegno tecnico tramite composizioni grafiche oppure ricorrere all’intelligenza artificiale.

Nel primo caso, molti siti offrono supporto, ma non mi sono mai trovato del tutto a mio agio: i software proposti sono pensati per oggetti di dimensioni maggiori rispetto a un ricambio per il fermodellismo. Potrebbero servire per stampare un intero carro merci, ma non è questo il mio scopo.

Il secondo approccio, invece, funziona bene, anche se richiede conoscenze informatiche abbastanza avanzate. Per spiegarne il funzionamento, propongo un esempio pratico: volevo stampare l’ingranaggio usurato di una locomotiva e, consultando il manuale allegato al modello, sono risalito al codice del pezzo. Ho chiesto all’IA di cercare le dimensioni e, una volta individuate, di generarmi il file .stl (il formato standard per le stampe 3D, anche se non l’unico). L’IA ha reperito le misure dell’ingranaggio e ha creato un programma per generare il file .stl utile alla stampa. L’intero processo, stampa compresa, è durato non più di 10 minuti e, una volta inserito nella locomotiva, l’ingranaggio funzionava perfettamente.

Un’altra cosa da tenere in considerazione è che il pezzo prodotto in 3D raramente possiede le finiture dell’originale: risulta solitamente più grezzo (aspetto che dipende molto anche dalla stampante utilizzata). Se la macchina è economica, occorre accettare qualche compromesso estetico, anche se dal punto di vista della robustezza i pezzi stampati si rivelano spesso superiori agli originali.

Infine, a seconda del componente, bisogna considerare la colorazione. Per un ingranaggio interno il colore non ha alcuna importanza; per un porta-gancio si può utilizzare direttamente un filamento nero (soluzione preferibile) oppure verniciarlo in un secondo momento, anche se pure il grigio non stona. Se invece si tratta di un figurino da inserire all’interno di una carrozza, la pittura diventa indispensabile. La soluzione ideale per colorare al meglio consiste nell’usare un aerografo (dotandosi di mini-compressore e spruzzatore) e nell’imparare questa tecnica, molto utile nel modellismo per applicare effetti di invecchiamento e “sporcatura” sui rotabili. Nel mio caso, non sono ancora voluto entrare in questo ambito, quindi mi sono limitato all’uso di smalti e pennelli; d’altronde, per i pezzi di ricambio meccanici, la colorazione rimane un’opzione secondaria.

La fine del concetto di “fuori produzione”: la disponibilità eterna dei ricambi

Un altro aspetto fondamentale che mi ha spinto a riflettere sui vantaggi della stampa 3D riguarda la reperibilità nel tempo dei componenti. Chi coltiva questa passione sa bene che le case costruttrici aggiornano continuamente i cataloghi e, dopo un certo numero di anni, interrompono la produzione dei pezzi di ricambio per i modelli più vecchi. Quando una locomotiva o un vagone escono di produzione, i magazzini ufficiali si svuotano, i pezzi rimasti diventano introvabili o raggiungono prezzi speculativi, e il modello rischia di trasformarsi in un “orfano” da vetrina.

La stampa 3D abbatte questo limite introducendo il concetto di disponibilità eterna. A differenza di uno stampo industriale che si usura o viene dismesso, un progetto tridimensionale salvato in formato digitale (come un file .stl o .step) possiede caratteristiche uniche:

Ingombro zero e incorruttibilità: non richiede scaffali o magazzini fisici; centinaia di ricambi risiedono in pochi megabyte su un hard disk o nel cloud, non subiscono l’invecchiamento dei materiali, non si deformano e non temono l’umidità.TXT
Riproducibilità illimitata su richiesta (on-demand): si stampa solo ciò che serve e quando serve. Se un componente stampato oggi dovesse usurarsi tra qualche anno, basterà lanciare nuovamente il file per averne uno nuovo di zecca in pochi minuti.TXT+ 1
Evoluzione dei materiali: un pezzo originale degli anni ’70 o ’80 poteva soffrire di difetti di progettazione o di plastiche infragilite dal tempo; oggi, lo stesso file digitale può essere stampato utilizzando filamenti o resine tecniche moderne (come PETG o Nylon caricato) che garantiscono una tenuta meccanica e una durata persino superiori all’originale.TXT

Una volta che un pezzo viene disegnato o recuperato in rete, entra in una dimensione di immortalità digitale che garantisce un futuro sicuro ai nostri plastici e alle collezioni storiche.

Parti prodotte

Ecco alcuni dei principali pezzi che ho stampato in 3D (l’elenco non è esaustivo):

Ingranaggi del motore

Rappresentano sicuramente il miglior campo d’applicazione per la stampa 3D. Come già accennato, l’importante è conoscere il codice del pezzo da riprodurre: al resto ci pensa l’IA. Ho stampato ingranaggi per motori Fleischmann e Roco che funzionano perfettamente. Solo il tempo potrà dare conferme sulla durabilità, ma al momento non ho riscontrato rotture — inconveniente che invece capita di frequente con gli ingranaggi di trasmissione in certi modelli Lima e Rivarossi. In questi ultimi, il problema non si risolveva neanche utilizzando ricambi originali. Sebbene esista un produttore indipendente che li realizza con materiali di qualità superiore, ho preferito percorrere la strada del 3D: il pezzo ottenuto, oltre a essere funzionale, si sta dimostrando più robusto dell’originale. Se in futuro dovesse fessurarsi o rompersi, potrò sempre ristamparlo.

Ho provato anche a riprodurre l’albero di trasmissione del motore di una locomotiva Roco. Dopo diversi tentativi ho dovuto desistere: il materiale fornito per la stampante non è abbastanza rigido da trasmettere la forza motrice dal motore alle ruote senza torsioni. Inoltre, ho riscontrato problemi nel regolare correttamente le impostazioni di stampa, poiché l’albero era troppo piccolo per essere riprodotto con la dovuta precisione.

Ganci e porta-ganci

Possiedo diverse carrozze e vagoni Fleischmann privi di attacco standard NEM. Volevo sostituire i vecchi porta-ganci per poter impiegare ganci di tipo diverso, principalmente ad occhiello o di tipo corto/ravvicinato. Cercando in rete ho trovato vari progetti pronti all’uso, con cui ho aggiornato l’intero parco rotabile Fleischmann. Ho provato a fare la stessa cosa per modelli Rivarossi, Lima e Liliput, ma per questi non ho ancora individuato la soluzione ideale.

Dopo la sostituzione dei porta-ganci, ho provato a stampare direttamente dei ganci corti basati sui sistemi Fleischmann e Roco: solo questi ultimi hanno dato buoni risultati. Tuttora sto cercando soluzioni NEM per i ganci Kadee (non possiedo rotabili americani, ma sono curioso di provarli) e per i ganci ad innesto FS.

Come detto, la resa estetica di queste parti piccole non è particolarmente raffinata e potrebbe non accontentare i modellisti più esigenti, soprattutto per quanto riguarda i ganci; tuttavia, trattandosi di componenti non reali e poco visibili dal basso, rappresentano un compromesso molto pratico ed economico.

Interni delle carrozze

Nelle carrozze più datate ed economiche (come le vecchie Lima o Fleischmann) o in alcuni modelli economici attuali (come il TGV di Mehano), l’arredamento interno è del tutto assente. Anche in questo caso si possono cercare i progetti sui siti dedicati alla stampa 3D per trovare il pezzo più adatto al proprio modello.

Da questo punto di vista sono stato fortunato: avendo acquistato anni fa per pochi euro un TGV Thalys di Mehano (che, tra l’altro, funziona benissimo anche in digitale DCC), ho trovato in rete un progetto che riproduceva non solo gli interni delle carrozze, ma anche la cabina di guida, adattandosi perfettamente. Per altre carrozze è stato più difficile e non sono riuscito a trovare gli arredamenti esatti, motivo per cui ho adattato modelli generici abbastanza simili.

Anche in questo caso il risultato finale non è “perfetto” dal punto di vista dell’esattezza storica o estetica, ma trattandosi di un dettaglio interno e poco visibile, l’effetto d’insieme è appagante. Ho provato a stampare anche i personaggi in posizione seduta, ma con scarsi risultati di dettaglio. Ciononostante, dopo averli dipinti per simulare gli abiti e averli incollati all’interno della carrozza, l’effetto visto da distanza è piuttosto gradevole.

Linea aerea

Nel mio plastico è presente una tratta a binario unico che si snoda in montagna, collegando una stazione a valle con una in quota e passando per una fermata intermedia: il percorso ideale per sperimentare l’installazione della catenaria. Con la stampante 3D ho realizzato vari tipi di pali della palificazione elettrica, d’ispirazione sia italiana che estera, ottenendo quasi sempre ottimi risultati. Le dimensioni maggiori di questi pezzi rispetto a un gancio hanno facilitato la stampa, restituendo modelli ben rifiniti ed esteticamente validi. Per ora mi sono limitato a installare i soli pali senza posare i cavi della linea aerea, operazione decisamente più complessa.

Supporti per servomotori

Quasi tutti i deviatoi del mio plastico sono azionati da servomotori (piccoli motori elettrici a movimento lento) che necessitano di un supporto rigido per essere fissati al di sotto del piano del plastico. Poiché i servomotori commerciali hanno dimensioni standard, è stato facile reperire il progetto e stamparlo con eccellenti risultati. Utilizzo la stampante 3D anche per realizzare i supporti destinati alle schede Arduino che gestiscono le automazioni del tracciato.

Edifici e accessori

In un plastico ci sono molti elementi accessori capaci di arricchire l’ambiente: non solo case o stazioni, ma anche gru per lo scalo merci, magazzini, distributori di carburante, paraurti, semafori, fontane, marciapiedi e molto altro. Mi sono limitato per ora a stampare una gru, un distributore di gasolio e un semaforo. Solo per quest’ultimo la resa è stata mediocre, al punto da non installarlo sul plastico, mentre gli altri due elementi sono stati dipinti e collocati sul tracciato. Ho in cantiere anche un paio di container (già stampati ma ancora da verniciare), alcune rifiniture estetiche per i deviatoi, un piccolo ponte e sto sperimentando delle rampe/livelle per sopraelevare il piano del binario. Con la stampa 3D c’è davvero l’imbarazzo della scelta.

Conclusioni

Dopo un paio d’anni di utilizzo della stampante 3D, posso dirmi molto soddisfatto dell’acquisto e mi sto divertendo parecchio nel ricreare o riparare i pezzi di ricambio. A livello economico non credo di aver risparmiato cifre significative, ma la soddisfazione di poter ricostruire o persino progettare oggetti da zero è impagabile.

L’unico vero limite — oltre all’investimento iniziale e al tempo dedicato — risiede nel fatto che non ci si può aspettare pezzi sempre perfetti dal punto di vista estetico, tranne se si investe in macchine di fascia professionale. Pertanto, se l’obiettivo principale è la perfezione estetica assoluta, è preferibile continuare ad acquistare ricambi originali sul mercato. Se invece si mette al primo posto la funzionalità e la robustezza (spesso superiore a quella dei ricambi originali), la stampa 3D si rivela una soluzione eccellente. Richiede soltanto un minimo di dimestichezza informatica e la voglia di sfruttare i nuovi strumenti messi a disposizione dall’intelligenza artificiale.