Запълването е една от ключовите настройки при 3D принтирането, но се чудех колко запълване всъщност е необходимо при принтирането. Направих проучване, за да открия някои добри проценти на запълване, които ще обясня в тази статия.

Количеството на пълнежа, от което се нуждаете, зависи от това какъв обект създавате. Ако създавате обект за външен вид, а не за здравина, 10-20% пълнеж би трябвало да е достатъчен. От друга страна, ако се нуждаете от здравина, издръжливост и функционалност, 50-80% е добро количество пълнеж.

В останалата част на статията ще разгледаме в дълбочина факторите, които влияят върху количеството на запълване, необходимо за вашите 3D отпечатъци, както и други съвети, които можете да използвате.

Какво е Infill?

Когато отпечатвате 3D модел, едно от нещата, които не се нуждаят от прецизност или внимание, е начинът на отпечатване на интериора. По тази причина не е необходимо да правите напълно солиден интериор за модела. Ето защо можете да използвате различен подход за отпечатване на интериора по по-ефективен и ефикасен начин.

Запълването е триизмерната структура, която се отпечатва вътре в модела, за да държи стените или периметъра на вашия модел заедно. Запълването се използва, за да придаде здравина на отпечатания модел с използването на малко количество материал. То може да бъде повтарящ се модел, който може да улесни отпечатването.

Едно от основните предимства на запълването е, че вътрешността може да бъде отпечатана с различна степен на кухина. Този фактор може да бъде представен с друг термин, наречен плътност на запълване.

Ако плътността на пълнежа е 0%, това означава, че отпечатаният модел е напълно кух, а 100% - че моделът е напълно солиден отвътре. Освен че държи конструкцията, пълнежът определя и здравината на конструкцията.

Колко пълнеж е необходим за 3D принтиран модел зависи единствено от вида и функционалността на принта. Ще обсъдим различните видове пълнеж и различните модели, използвани за различни цели.

Различни плътности на запълване за различни цели

Използване като модел или декоративен елемент

За изграждането на модел за представяне или изложба не е необходимо моделът да бъде здрав, за да издържи на голямо натоварване. Поради тази причина не е необходимо да имате твърде силен пълнеж, който да държи конструкцията заедно.

Плътността на запълване, използвана за тази цел, може да бъде около 10-20%. По този начин можете да спестите материал, както и да изпълните необходимата цел, без да ви създава проблеми.

Най-добрият модел, който може да се използва в този сценарий, са линиите или зиг-загът. Тези модели държат структурата заедно, като осигуряват необходимата за целта здравина. Тъй като това са много прости модели, те могат да бъдат отпечатани лесно и това намалява общото време за печат.

Някои хора препоръчват да се използва дори 5% пълнеж за по-големи отпечатъци, но като се уверите, че използвате модела на пълнежа Lines. Можете да добавите повече периметри или да увеличите дебелината на стената, за да добавите малко здравина на модела.

Вижте 3D отпечатъка по-долу, направен от потребител на Reddit.

7 часа с 5% пълнеж от Ender3

Стандартни 3D модели

Това са отпечатаните модели, които се използват след отпечатване, различно от изложба. Тези отпечатъци изискват по-голяма здравина в сравнение с предишните и трябва да могат да издържат на умерено натоварване. Това означава, че плътността на запълване трябва да се увеличи до стойност около 15-50 %.

Подходящи за тази цел са шаблони като три-шестоъгълници, решетка или триъгълници. Тези шаблони са малко по-сложни от линиите и зигзагообразните шаблони. Следователно отпечатването на тези шаблони ще изисква повече време. Всъщност тези шаблони ще отнемат 25% повече време в сравнение с предишните.

Можете да разделите и изучите свойствата на всеки модел, тъй като и те имат малки разлики помежду си. Структурата на решетката е най-простата и най-слабата от трите. Тъй като е проста решетка, тя може да бъде разпечатана бързо в сравнение с останалите.

Огромното предимство на триъгълния модел е способността му да понася натоварване, когато се прилага перпендикулярно на стените. Триъгълният модел може да се използва в области на модела с малки правоъгълни елементи, тъй като този модел прави по-голяма връзка със стените в сравнение с мрежата при това условие.

Трихексагонът е най-силен от трите и в него има комбинация от триъгълници и шестоъгълници. Включването на шестоъгълник в мрежата я прави много по-силна. Това е видно от факта, че пчелните пити използват същия многоъгълник за своята мрежа.

Друго предимство на три-шестоъгълната мрежа е, че тя претърпява по-малко структурни повреди в сравнение с други, дължащи се на лошо охлаждане. Това е така, защото всички ръбове в този модел са къси в сравнение с останалите, което оставя малка дължина за огъване и деформация.

Функционални 3D модели

Това са отпечатани модели, които са направени с определена цел. Те могат да се използват като помощни модели или резервни части.

Функционалните 3D модели са подложени на големи натоварвания и трябва да притежават добра носимоспособност. Това означава, че трябва да съдържат пълнеж, който да отговаря на тези изисквания. За тази цел плътността на пълнежа трябва да бъде около 50-80%.

Най-добрите модели на запълване, които демонстрират тези количества носеща способност, са осемстенни, кубични, кубично подразделение, гироид и т.н. Осемстенният модел е с повтаряща се тетраедрична структура, която осигурява равномерна якост на стените в повечето посоки.

Най-добрият модел за справяне със стреса от всяка посока е гироидният. Той има триизмерна вълнообразна структура, която е симетрична във всички посоки. Това е причината този модел да проявява сила във всички посоки.

Гироидната структура показва изключителна здравина при ниска плътност. Това е естествена структура, която се среща в крилата на пеперудите и в мембраните на някои клетки.

Гъвкави модели

За да се получи гъвкавост, трябва да се вземе предвид материалът за отпечатване на пълнежа. Най-доброто решение тук би било да се използва PLA за тази цел.

Гъстотата на запълване за тази цел може да бъде от 0 до 100% в зависимост от това колко гъвкавост ви е необходима. Различните модели, които се предлагат за тази цел, са концентрични, кръстосани, cross3D и др.

Концентричен е модел на запълване, който ще представлява вълнообразен модел на контура. Това са концентрични копия на контура, които съставляват запълването. Друг модел за целта е кръстосан. Това е двуизмерна решетка, която позволява на пространството между тях да се усуква и огъва.

Концентричните и 2D моделите са много гъвкави, но ако искате нещо, което е и малко твърдо, тогава най-добрият вариант ще бъде да използвате модел, наречен кръстосан 3D. Този пълнеж има наклон през оста z, но остава същият в слоя на 2D равнината.

Предимства на Infill

Увеличава скоростта на печат

Тъй като пълнежът е повтарящ се триизмерен модел, той е лесен за отпечатване. 3D принтерът отпечатва на слоеве, като всеки слой се състои от 2 основни части: пълнеж и контур. Контурът е периметърът на слоя, който се превръща във външната обвивка или стените на отпечатания модел.

При отпечатването на слой контурът се нуждае от голяма прецизност, тъй като определя формата на обекта. В същото време запълването, което е повтарящ се модел, може да се отпечатва без нивото на прецизност, използвано преди това. Това означава, че може да се отпечатва бързо в движение от и към.

Ниска консумация на материали

Материалът, използван за отпечатване на модела, ще бъде най-голям, когато той се отпечатва като чисто твърдо тяло вътре. Това се нарича пълнеж със 100% плътност на пълнежа. Можем да намалим използването на материал за отпечатване на 3D модел, като използваме подходящ пълнеж. Можем да изберем плътността на пълнежа според нуждите си.

Различни модели за избор

Съществуват много модели, които могат да се избират за запълване, което ни дава възможност да избираме според нуждите си. Различните модели притежават различни свойства и можем да ги използваме по съответния начин. Моделът често се избира, като се вземат предвид следните фактори -

• Формата на модела - Можете да изберете всякаква шарка за обекта. Оптималното решение тук би било да изберете тази, която дава максимална здравина с най-малко количество материал за конкретната форма на модела. Ако правите кръгло или цилиндрично решение, най-добрата шарка за задържане би била да изберете концентрична шарка като арчи или окта.
• Гъвкавост - ако не държите на здравината или твърдостта, трябва да изберете модел на запълване, който позволява гъвкавост, например концентрични шарки, кръстосани или кръстосани 3D. Има шарки за цялостна гъвкавост и такива, които са предназначени за гъвкавост в определено измерение.
• Сила на модела - моделите играят огромна роля за определяне на силата на модела. Някои модели като гироид, куб или октет са доста силни. Тези модели могат да придадат по-голяма сила на модела, отколкото други модели при същата плътност на запълване.
• Използване на материала - Независимо от плътността на запълване, някои модели са проектирани по такъв начин, че да са плътно натъпкани, докато други са слабо свързани, което дава много свободно пространство.

Ефективно използване на Infill

Ъгъл на отпечатване на пълнежа

Има различни неща, които трябва да се вземат предвид при отпечатването на пълнежа. Едно от тях е ъгълът, под който се отпечатва пълнежът.

Ако забележите, в повечето отпечатъци ъгълът на отпечатъка винаги е 45 градуса. Това е така, защото при ъгъл от 45 градуса и двата мотора X и Y работят с еднаква скорост. Това увеличава скоростта на завършване на запълването.

Понякога ще попаднете в ситуация, в която промяната на ъгъла на запълване може да задържи някои слаби части по-силни. Но промяната на ъгъла би намалила скоростта. Най-доброто решение за избягване на този проблем ще бъде да позиционирате модела в правилната линия с запълването в самия софтуер за нарязване.

Припокриване на запълването

Можете да постигнете по-силна връзка на запълването със стената, като увеличите стойността на припокриването на запълването. Припокриването на запълването е параметър, който при увеличаване увеличава пресичането на запълването с вътрешната стена на контура.

Наклон и постепенно запълване

Ако искате пълнежът ви да се задържа по-силно към стените на 3D печата, най-добрият начин за това е да използвате градиентен пълнеж. При градиентния пълнеж плътността на пълнежа се променя в равнината XY. Плътността на пълнежа става по-голяма с приближаването към контура на модела.

Това е един от най-ефикасните начини за добавяне на повече здравина към модела. Единственият недостатък на този подход е, че отнема повече време за печат.

Съществува подобен тип печат, наречен постепенно запълване, при който плътността на запълване се променя по оста Z.

Дебелина на запълването

Използвайте дебел пълнеж, за да получите по-голяма здравина и твърдост. Отпечатването на много тънък пълнеж ще направи конструкцията податлива на повреди при натоварване.

Множество плътности на запълване

Някои от новите софтуери за 3D печат разполагат с мощни инструменти за многократна промяна на плътността на запълване в един модел.

Едно от основните предимства на този метод е интелигентното използване на материал на местата, които се нуждаят от здравина в модела. Тук не е необходимо да използвате висока плътност на запълване в целия модел, за да държите здраво само една част от отпечатъка.