Quin és el millor patró de farciment per a la impressió 3D?

Roy Hill 15-07-2023
Roy Hill

De vegades es passen per alt els patrons d'emplenament a la impressió 3D perquè només és una part de molts paràmetres per a les vostres impressions. Hi ha diversos patrons d'emplenament, però en mirar la llista, em vaig preguntar, quin patró d'emplenament és el millor en la impressió 3D?

El millor patró d'emplenament per a la impressió 3D és una forma hexagonal com Cubic. si busques un bon equilibri de velocitat i força. Quan determineu la funció de la vostra peça impresa en 3D, el millor patró d'ompliment variarà. Per a la velocitat, el millor patró d'emplenament és el patró de línies, mentre que per a la força, cúbic.

Hi ha una mica més de patrons de farciment del que em vaig adonar, així que entraré en més detalls sobre els conceptes bàsics. de cada patró d'emplenament, així com quins patrons veuen la gent com el més fort, el més ràpid i el guanyador general.

    Quins tipus de patrons de farciment hi ha?

    Quan mirem Cura, el programari de tall més popular que hi ha, aquí teniu les opcions de patrons d'emplenament que tenen, juntament amb algunes imatges i informació útil.

    • Grid
    • Línies
    • Triangle
    • Tri-Hexagonal
    • Cúbic
    • Subdivisió cúbica
    • Octet
    • Quart cúbic
    • Concèntric
    • ZigZag
    • Cross
    • Cross3D
    • Gyroid

    Què és Grid Infill?

    Aquest patró de farciment té un patró creuat que crea dos conjunts perpendiculars de línies, formant quadrats en elnomés es busca la força, de manera que això no vol dir que els patrons d'emplenament no puguin fer una diferència de més d'un 5% pel que fa a la funcionalitat.

    Quin és el patró d'ompliment més ràpid per a la velocitat?

    Si fem Estem buscant el millor patró de farciment per a la velocitat, els factors clars aquí són quins patrons tenen més línies rectes, menys moviment i menys material utilitzat per a la impressió.

    Aquest és bastant fàcil de determinar quan pensem. sobre les opcions de patrons que tenim.

    El millor patró d'emplenament per a la velocitat és el patró de línies o rectilini, que és el patró d'emplenament predeterminat a Cura. Els patrons amb més canvis direccionals solen trigar més a imprimir-se, de manera que les línies rectes s'imprimeixen més ràpidament amb una gran velocitat.

    Quan ens fixem en el factor important de velocitat i utilitzant el mínim material, ens fixem en el paràmetre de la millor relació resistència per pes. Això vol dir, en termes de resistència i pes, quin patró de farciment té la millor quantitat de resistència en relació amb la quantitat de farciment que s'utilitza.

    No voldríem simplement utilitzar el mínim material i tenir un objecte que es desfà fàcilment.

    Vegeu també: 7 millors impressores 3D per a nens, adolescents, joves i adults Família

    En realitat s'han realitzat proves en aquest paràmetre, on CNC Kitchen va trobar que el patró rectilini o de línies normal té una de les millors relacions de resistència per pes i utilitza la menor quantitat de material. . El patró de subdivisió cúbica és un altre candidat per utilitzar el mínim material. Es creafarciment d'alta densitat al voltant de les parets i més baix al mig.

    És un patró perfecte per tenir com a predeterminat per a les vostres impressions, excepte quan teniu un propòsit específic de funcionalitat i resistència. El patró de línies o la subdivisió cúbica no només s'imprimeix molt ràpidament, sinó que utilitza una poca quantitat d'emplenament i té una bona resistència.

    Quin és el millor patró d'emplenament per a impressions 3D flexibles?

    El millor Els patrons d'emplenament per a TPU i flexibles són:

    • Concèntrics
    • Cross
    • Cross 3D
    • Gyroid

    Depenent del vostre model, hi haurà un patró ideal per a les vostres impressions 3D flexibles.

    Com s'ha esmentat anteriorment, el patró concèntric funciona millor amb una densitat de farciment del 100%, però sobretot per a no objectes circulars. Té una força vertical força bona però una força horitzontal feble, cosa que li dóna les característiques flexibles

    Els patrons Cross i Cross 3D tenen una pressió uniforme per tots els costats, però el Cross 3D també afegeix l'element de direcció vertical, però es necessita més llarg per tallar-lo.

    El giroide és fantàstic quan utilitzeu farcits de densitat més baixa i és útil per alguns motius. Té temps d'impressió ràpids, gran resistència a la cisalla, però és menys flexible en general, en comparació amb els altres patrons flexibles.

    Si busqueu el millor patró de farciment per a la compressió, Gyroid és una de les millors opcions.

    Quant omple la densitat o el percentatgeQuè importa?

    La densitat de farciment afecta diversos paràmetres importants per a la vostra peça impresa en 3D. Quan passeu el cursor per sobre de la configuració "Densitat d'emplenament" a Cura, mostra que afecta les capes superiors, les capes inferiors, la distància de la línia d'emplenament, els patrons d'emplenament i els patrons d'emplenament; Superposició d'emplenament.

    La densitat/percentatge d'emplenament té un impacte força significatiu en la resistència de la part i el temps d'impressió.

    Com més gran sigui el percentatge de farciment, més forta serà la seva part, però a densitats de farciment superiors al 50%, es tornen molt menys importants pel que fa a l'addició de força addicional.

    La diferència entre la densitat de farciment que establiu a Cura té una gran diferència pel que fa al que està canviant a l'estructura de la vostra peça.

    A continuació es mostra un exemple visual d'un 20% de densitat de farciment enfront del 10%.

    Una densitat de farciment més gran significa que les vostres línies de farciment es col·locaran més juntes, la qual cosa significa que més estructures treballen juntes per donar resistència a una part.

    Podeu Imagineu-vos que intentar trencar-se amb una densitat baixa seria molt més fàcil que un amb una densitat alta.

    És important saber que la densitat de farciment varia molt segons com afecta una peça a causa de les diferències en els patrons de farciment.

    Bàsicament, un canvi d'ompliment del 10% al 20% d'ompliment per a un patró de línies no serà el mateix que el mateix canvi amb un patró de giroide.

    La majoria dels patrons de farciment tenen un pes similar amb el mateixa densitat de farciment, però elEl patró de triangle va mostrar un augment de gairebé un 40% en el pes total.

    Vegeu també: 13 maneres de solucionar Ender 3 que no es connectarà a OctoPrint

    És per això que les persones que utilitzen el patró de farciment Gyroid no requereixen percentatges d'ompliment tan alts, però encara aconsegueixen un nivell respectable de resistència de la part.

    Les baixes densitats de farciment poden provocar problemes com ara que les parets no es connectin amb l'emplenament i que es creïn bosses d'aire, especialment amb patrons que tenen molts encreuaments.

    Podeu quedar sota extrusió quan una línia de farciment creua una altra línia perquè d'interrupcions del flux.

    Cura explica que augmentar la densitat de farciment té els efectes següents:

    • Fa que les impressions siguin més fortes en general
    • Ofereix un millor suport a les capes superficials superiors. fent-los més suaus i hermètics
    • Redueix problemes de resolució de problemes com ara coixins
    • Requereix més material, fent-lo més pesat del normal
    • Troga molt més temps a imprimir-se segons la mida del vostre object

    Per tant, la densitat de farciment és important quan mirem la força, l'ús del material i el moment de les nostres impressions. Normalment hi ha un bon equilibri entre els percentatges d'emplenament, que oscil·la entre el 10% i el 30%, depenent de per a què es pretengui utilitzar la peça.

    L'estètica o les peces fetes per mirar requereixen molt menys farciment. densitat perquè no requereix força. Les peces funcionals requereixen més densitat de farciment (fins a un 70%), de manera que poden suportar la càrrega durant un llarg període de temps.temps.

    Millor patró d'emplenament per a filaments transparents

    A molta gent li encanta utilitzar el patró d'emplenament Gyroid per a filaments transparents perquè ofereix un patró d'aspecte genial. El patró d'ompliment cúbic o Honeycomb també té un aspecte fantàstic per a impressions 3D transparents. El millor farcit per a impressions transparents sol ser el 0% o el 100% perquè el model sigui més clar.

    A continuació es mostra un exemple del patró d'emplenament Gyroid en una impressió 3D PLA clara. Un usuari va dir que també utilitzen Gyroid amb una densitat d'emplenament del 15%.

    El pla clar amb farciment fa un patró fantàstic de la impressió 3D

    Mireu el vídeo següent per obtenir una visualització fantàstica sobre la impressió 3D transparent. filament.

    mig.
    • Gran força en la direcció vertical
    • Bona força en la direcció a les línies formades
    • Més feble en la direcció diagonal
    • Crea una superfície superior força bona i llisa

    Què és l'emplenament de línies/rectilini?

    El patró de línies crea diversos paral·lels línies al llarg del vostre objecte, amb direccions alternatives per capa. Així, bàsicament, una capa té línies que van en una direcció, i després la següent capa té línies que van a l'altra banda. Sembla molt semblant al patró de la quadrícula, però hi ha una diferència.

    • Normalment feble en direcció vertical
    • Molt feble en direcció horitzontal excepte en la direcció de les línies
    • Aquest és el millor patró per a una superfície superior llisa

    A continuació es mostra un exemple de com són diferents les línies i el patró de quadrícula, on les direccions d'emplenament són per defecte a 45° & -45°

    Línies (rectilini) de farciment:

    Capa 1: 45° – direcció diagonal dreta

    Capa 2: -45° – direcció diagonal esquerra

    Capa 3: 45° – direcció diagonal dreta

    Capa 4: -45° – direcció diagonal esquerra

    Ompliment de la quadrícula:

    Capa 1: 45° i -45 °

    Capa 2: 45° i -45°

    Capa 3: 45° i -45°

    Capa 4: 45° i -45°

    Què és Triangle Infill?

    Això s'explica per si mateix; un patró de farciment on es creen tres conjunts de línies en diferents direccions per formar triangles.

    • Téuna quantitat igual de força en cada direcció horitzontal
    • Gran resistència a la cisalla
    • Problemes amb les interrupcions del flux, de manera que les densitats de farciment altes tenen una resistència relativa baixa

    Què és un farciment tri-hexagonal?

    Aquest patró de farciment té una barreja de triangles i formes hexagonals, intercalades per tot l'objecte. Ho fa creant tres conjunts de línies en tres direccions diferents, però de manera que no es tallen en la mateixa posició entre si.

    • Molt fort en direcció horitzontal
    • Resistència igual en cada direcció horitzontal
    • Gran resistència a la cisalla
    • Requereix moltes capes de pell superiors per aconseguir una superfície superior uniforme

    Què és Omplir cúbic?

    El patró cúbic crea cubs titulats i apilats, creant un patró tridimensional. Aquests cubs estan orientats per estar dempeus a les cantonades, de manera que es poden imprimir sense sobresortir superfícies internes

    • Resistència igual en totes les direccions, inclosa verticalment
    • Força general força bona en totes les direccions
    • El coixí es redueix amb aquest patró perquè no es creen butxaques verticals llargues

    Què és el farciment de subdivisió cúbica?

    El patró de subdivisió cúbica també va crear cubs i un patró tridimensional, però crea cubs més grans cap al centre de l'objecte. Això es fa de manera que les àrees més importantsper a la força, tingueu un bon farciment, alhora que estalvieu material on l'emplenament és el menys efectiu.

    Les densitats de farciment s'han d'augmentar amb aquest patró perquè poden ser molt baixes a les zones mitjanes. Funciona creant una sèrie de 8 cubs subdividits, després els cubs que xoquen contra les parets es subdivideixen fins que s'assoleix la distància de la línia de farciment.

    • El millor i el patró més fort en termes de pes i temps d'impressió (força a proporció de pes)
    • La mateixa força en totes les direccions, inclosa la vertical
    • També redueix els efectes del coixí
    • L'augment de la densitat del farciment significa que el farciment no s'hauria de mostrar a través de les parets
    • Té moltes retraccions, no són ideals per a materials flexibles o menys viscosos (que cola)
    • El temps de tall és relativament més llarg

    Què és Octet Infill?

    El patró d'ompliment d'octets és un altre patró tridimensional que crea una barreja de cubs i tetraedres regulars (piràmide triangular). Aquest patró produeix múltiples línies de farciment adjacents entre si de tant en tant.

    • Té un marc intern fort, especialment on les línies adjacents són
    • Models amb un gruix mitjà (al voltant d'1 cm/ 0,39″) fan bé en termes de força
    • També té efectes de coixí reduïts perquè no es creen llargues bosses d'aire verticals
    • Produeix superfícies de mala qualitat

    Què és Quarter Cubic Infill?

    El Quarter Cubic és una micamés complex en l'explicació, però és força semblant a l'Octet Infill. És un patró o tessalació tridimensional (ordenació propera de les formes) format per tetraedres i tetraedres escurçats. Igual que Octet, també col·loca múltiples línies de farciment adjacents entre si de tant en tant.

    • Les càrregues pesades dissopen el pes a l'estructura interna
    • El marc està orientat en dues direccions diferents, fent que individualment són febles.
    • Gran força relativa per a models amb poc gruix (pocs mm)
    • Efecte de coixí reduït per a les capes superiors perquè no es produeixen bosses d'aire verticals llargues
    • La distància de pont per a aquest patró és llarga, de manera que pot afectar negativament la qualitat de la superfície superior

    Què és l'emplenament concèntric?

    El patró de farciment concèntric simplement crea una sèrie de vores interiors paral·leles al perímetre del vostre objecte.

    • A una densitat de farciment del 100%, aquest és el patró més fort, ja que les línies no es tallen
    • Ideal per a impressions flexibles, ja que és feble i fins i tot en totes les direccions horitzontals
    • Té més força en la direcció vertical que en l'horitzontal
    • Patró de farciment més feble si no s'utilitza una densitat de farciment del 100% ja que la força horitzontal no hi ha
    • La densitat de farciment del 100% funciona millor amb formes no circulars

    Què és l'emplenament en zigzag?

    El patró en zigzag simplement crea el mateix patró tal com rep el nom.És molt similar al patró de línies, però la diferència és que les línies estan connectades en una línia llarga, el que resulta en menys interrupcions de flux. S'utilitza principalment en estructures de suport.

    • Quan s'utilitza una densitat de farciment del 100%, aquest patró és el segon més fort
    • Millor per a formes circulars en comparació amb el patró concèntric amb un percentatge de farciment del 100%
    • Un dels millors patrons per a una superfície superior llisa, ja que la distància de la línia és molt petita
    • Té una força feble en direcció vertical, ja que les capes tenen punts d'enllaç inadequats
    • Molt feble en la direcció horitzontal, que no sigui en la direcció que s'orienten les línies
    • Mala resistència a la cisalla, per la qual cosa falla ràpidament sota una càrrega

    Què és el Cross Infill?

    El patró de farciment de creu és un patró poc ortodox que crea corbes amb espais entremig, reproduint formes de creu dins d'un objecte.

    • Gran patró. per a objectes flexibles, ja que té una pressió uniforme en totes les direccions
    • No es produeixen línies rectes llargues en direcció horitzontal, de manera que no és fort en cap punt.
    • No té cap retracció, de manera que és més fàcil imprimir materials flexibles amb
    • Més fort en la direcció vertical que en l'horitzontal

    Què és Cross 3D Infill?

    El patró d'emplenament 3D de la creu crea aquestes corbes amb espais entremig, replicant formes de creu dins de l'objecte, però també impulsa al llargl'eix Z fa que sigui més feble en la direcció vertical.

    • Crea fins i tot una 'squishyness' tant en direccions horitzontals com verticals, el millor patró per a flexibles.
    • No té una recta llarga. línies, de manera que és feble en totes direccions
    • Tampoc produeix retraccions
    • Això triga relativament temps a tallar-se

    Què és el farcit de la giroide?

    El patró d'ompliment del giroide crea una sèrie d'ones en direccions alternes.

    • Igualment fort en totes direccions, però no el patró d'ompliment més fort.
    • Ideal per a materials flexibles, però produeix un objecte menys esponjós que Cross 3D
    • Bona resistència a la cisalla
    • Crea un volum que permet que flueixin els fluids, ideal per a materials solubles
    • Té un temps de tall llarg i crea fitxers de codi G grans
    • Algunes impressores poden tenir dificultats per mantenir-se al dia amb les ordres de codi G per segon, especialment amb connexions en sèrie.

    Quin és el millor patró d'emplenament per a la força (Cura)?

    Trobareu molta gent discutint sobre quin patró de farciment és el millor per a la força. Aquests patrons d'emplenament consisteixen en una gran resistència en múltiples direccions, normalment es classifiquen com a patrons tridimensionals.

    Els millors candidats que la gent ha llançat allà solen ser:

    • Cúbic
    • Gyroid

    Afortunadament, és una llista força curta, de manera que no n'has de passar per massa per trobar el teu ajust perfecte. passarécada patró d'ompliment de força per ajudar-vos a decidir a quin optar. Sincerament, pel que he investigat, no hi ha massa diferència de força entre aquests, però un sí que té la posició superior.

    Cubic

    Cubic és fantàstic per la seva uniformitat. la força és de totes direccions. És conegut com un patró de farciment fort pels mateixos Cura i té una sèrie de variacions que mostren la utilitat que és com a patró d'ompliment.

    Per a la resistència estructural pura, Cubic és molt respectat i popular per a impressores 3D. usuaris per aquí.

    Pot patir deformacions de cantonades en volada segons el vostre model, però en general imprimeix molt suau.

    Giroide

    On predomina el giroide és la seva força uniforme en totes les direccions, així com els ràpids temps d'impressió 3D. La prova de resistència a "aixafament" de CNC Kitchen va mostrar que el patró d'ompliment de Gyroid tenia una càrrega de fallada exactament de 264 kg per a una densitat d'ompliment del 10% tant en direccions perpendiculars com transversals.

    En termes de temps d'impressió, hi ha al voltant de un augment del 25% en comparació amb el patró de línies. Cubic i Gyroid tenen temps d'impressió molt similars.

    Fa servir més material que Cubic, però és més propens a problemes d'impressió com ara que les capes no s'apilen.

    L'alta resistència al tall, la resistència a la flexió i la El baix pes d'aquest patró de farciment el converteix en una opció ideal sobre la majoria dels altres patrons. No només té una gran força, sinó que ho ésTambé és ideal per a impressions flexibles.

    Les proves específiques de resistència realitzades per Cartesian Creations van trobar que el patró de farciment més fort era Gyroid, en comparació amb 3D Honeycomb (patró Simplify3D similar al Cubic) i Rectilini.

    Va demostrar. que el patró Gyroid és excel·lent per absorbir tensions, a 2 parets, 10% de densitat de farciment i 6 capes inferiors i superiors. Va trobar que era més fort, utilitzava menys material i imprimia més ràpid.

    L'elecció és vostra, però jo personalment optaria pel patró cúbic si vull la màxima resistència a la càrrega. Si voleu força, juntament amb flexibilitat i impressions més ràpides, el patró Gyroid és el vostre patró.

    Hi ha factors diferents del patró de farciment per obtenir la màxima resistència. CNC Kitchen va trobar que el factor principal era el nombre de parets i el gruix de la paret, però encara té una influència important.

    Ho va descobrir provant diversos farcits, densitats i gruix de paret diferents i va descobrir com un gruix de paret important era.

    Aquesta hipòtesi també té més evidència al darrere amb un article escrit el 2016 sobre els efectes dels patrons de relleu sobre la resistència a la tracció. Explica que els diferents patrons d'ompliment tenien un màxim de diferències de resistència a la tracció del 5%, el que significa que el patró per si sol no va fer massa diferència.

    On va arribar la diferència principal en termes d'ompliment va ser en el percentatge d'ompliment. Tot i que, la resistència a la tracció no és

    Roy Hill

    Roy Hill és un apassionat entusiasta de la impressió 3D i un guru de la tecnologia amb un gran coneixement sobre tot allò relacionat amb la impressió 3D. Amb més de 10 anys d'experiència en el camp, Roy ha dominat l'art del disseny i la impressió en 3D, i s'ha convertit en un expert en les últimes tendències i tecnologies d'impressió 3D.Roy és llicenciat en enginyeria mecànica per la Universitat de Califòrnia, Los Angeles (UCLA) i ha treballat per a diverses empreses de renom en el camp de la impressió 3D, com MakerBot i Formlabs. També ha col·laborat amb diverses empreses i particulars per crear productes impresos en 3D personalitzats que han revolucionat les seves indústries.A part de la seva passió per la impressió 3D, Roy és un viatger àvid i un entusiasta de l'aire lliure. Li agrada passar temps a la natura, fer senderisme i acampar amb la seva família. En el seu temps lliure, també és mentor d'enginyers joves i comparteix la seva riquesa de coneixements sobre impressió 3D a través de diverses plataformes, inclòs el seu popular bloc, 3D Printerly 3D Printing.