Vzory výplní lze při 3D tisku snadno přehlédnout, ale mají velký vliv na kvalitu. Vždycky mě zajímá, který vzor výplně je nejsilnější, a tak píšu tento příspěvek, abych na něj odpověděl a podělil se o něj s ostatními hobby 3D tiskárnami.

Který vzor výplně je tedy nejsilnější? Záleží na použití vašeho 3D tisku, ale obecně je voštinový vzor nejsilnějším všestranným vzorem výplně. Technicky vzato je přímočarý vzor nejsilnějším vzorem při zohlednění směru síly, ale slabý v opačném směru.

Neexistuje univerzální vzor výplně, což je důvod, proč existuje tolik vzorů výplně, protože některé jsou lepší než jiné v závislosti na funkčnosti.

Čtěte dále a získejte další informace o pevnosti výplňového vzoru a dalších důležitých faktorech pro pevnost dílů.

Pokud vás zajímají některé z nejlepších nástrojů a příslušenství pro 3D tiskárny, můžete je snadno najít na Amazonu. Vyfiltroval jsem některé z nejlepších produktů, tak si je dobře prohlédněte.

Jaký je nejsilnější vzor výplně?

Studie z roku 2016 zjistila, že kombinace přímočarého vzoru se 100% výplní vykazuje nejvyšší pevnost v tahu s hodnotou 36,4 MPa.

Jednalo se pouze o test, takže byste nechtěli použít 100% výplň, ale ukazuje to skutečnou účinnost tohoto vzoru výplně.

Nejsilnějším vzorem výplně je vzor Rectilinear, ale pouze pokud je zarovnán do směru síly, má své slabiny, takže na to pamatujte.

Pokud hovoříme o konkrétním směru působení síly, zjistíme, že přímočarý vzor výplně je velmi silný ve směru působení síly, ale mnohem slabší proti směru působení síly.

Překvapivě se ukazuje, že přímočarý vzor výplně je velmi efektivní z hlediska spotřeby plastu, takže tiskne rychleji než voštinový vzor (o 30 % rychleji) a několik dalších vzorů.

Nejlepší všestranný vzor výplně je voštinový, jinak známý jako krychlový.

Honeycomb (kostka) je pravděpodobně nejoblíbenější vzor výplně pro 3D tisk. Mnoho uživatelů 3D tiskáren ho doporučí, protože má tak skvělé vlastnosti a charakteristiky. Používám ho pro mnoho svých tisků a nemám s ním žádné problémy.

Voština má menší pevnost ve směru působení síly, ale má stejnou pevnost ve všech směrech, takže je celkově technicky silnější, protože můžete tvrdit, že jste tak silní, jak silný je váš nejslabší článek.

Vzor voštinové výplně nejenže vypadá esteticky, ale je také hojně využíván v mnoha aplikacích pro zvýšení pevnosti. Dokonce i kompozitní sendvičové panely letecké třídy obsahují ve svých dílech vzor voštiny, takže víte, že si své pruhy zaslouží.

Mějte na paměti, že letecký průmysl používá tento vzor výplně hlavně kvůli výrobnímu procesu, nikoli kvůli pevnosti. Je to nejpevnější výplň, kterou mohou vzhledem ke svým zdrojům použít, jinak by mohli použít vzor Gyroid nebo Cubic.

U některých materiálů může být použití některých vzorů výplní poměrně obtížné, takže se snaží využít to nejlepší, co mohou.

Honeycomb využívá hodně pohybu, což znamená, že se tiskne pomaleji.

Jaký je váš oblíbený vzor výplně? od 3Dprinting

Uživatel provedl testy vlivu vzorů výplní na mechanické vlastnosti a zjistil, že nejlepší jsou lineární nebo diagonální vzory (lineární nakloněné o 45°).

Při použití nižších procent výplně nebyl velký rozdíl mezi lineárními, diagonálními nebo dokonce šestiúhelníkovými (voštinovými) vzory, a protože voština je pomalejší, není dobré ji používat při nízkých hustotách výplně.

Při vyšším podílu výplně vykazoval hexagonální materiál podobnou mechanickou pevnost jako lineární, zatímco diagonální materiál vykazoval ve skutečnosti o 10 % vyšší pevnost než lineární.

Seznam nejsilnějších vzorů výplní

Máme výplňové vzory, které se označují jako 2D nebo 3D.

Mnoho lidí použije 2D výplně pro průměrný tisk, některé mohou být rychlé výplně, které se používají pro slabší modely, ale stále tam máte silné 2D výplně.

K dispozici máte také standardní 3D výplně, které se používají k tomu, aby vaše 3D výtisky byly nejen pevnější, ale také silnější ve všech směrech síly.

Jejich tisk zabere více času, ale mají velký vliv na mechanickou pevnost 3D tištěných modelů, což je skvělé pro funkční výtisky.

Je dobré mít na paměti, že existuje mnoho různých kráječů, ale ať už používáte Curu, Simplify3D, Slic3r, Makerbot nebo Prusu, budou existovat verze těchto silných vzorů výplní a také některé vlastní vzory.

Nejsilnější vzory výplní jsou:

• Mřížka - 2D výplň
• Trojúhelníky - 2D výplň
• Trojitý šestiúhelník - 2D výplň
• Cubic - 3D výplň
• Cubic (dělení) - 3D výplň a spotřebuje méně materiálu než Cubic
• Octet - 3D výplň
• Quarter Cubic - 3D výplň
• Gyroid - zvýšená pevnost při nižší hmotnosti

Gyroid a rectilinear jsou další dvě skvělé volby, které jsou známé svou vysokou pevností. Gyroid může mít problémy s tiskem, pokud je hustota výplně nízká, takže to bude chtít nějaký pokus a omyl, abyste vše vyřešili správně.

Kubické dělení je typ, který je velmi pevný a zároveň se rychle tiskne. Má úžasnou pevnost ve třech rozměrech a dlouhé přímé tiskové dráhy, díky nimž rychleji vyplňuje vrstvy.

Jaké je nejsilnější procento výplně

Dalším důležitým faktorem pro pevnost dílů je procento výplně, které dodává dílům větší strukturální integritu.

Když se nad tím zamyslíte, obecně platí, že čím více plastu je uprostřed dílu, tím je pevnější, protože síla musí prorazit více hmoty.

Zřejmou odpovědí je, že 100% výplň bude nejsilnějším procentem výplně, ale jde o víc. Musíme vyvážit čas tisku a materiál s pevností dílu.

Průměrná hustota výplně, kterou uživatelé 3D tiskáren používají, je 20 %, což je také výchozí hodnota v mnoha programech pro řezání.

Je to skvělá hustota výplně pro díly, které jsou vyrobeny pro vzhled a nejsou nosné, ale pro funkční díly, které potřebují pevnost, můžeme rozhodně použít vyšší hustotu.

Je dobré vědět, že jakmile se dostanete na velmi vysoký podíl filamentu, například 50 %, jeho pevnost se výrazně snižuje.

Překročení 75 % je většinou zbytečné, takže to mějte na paměti, než začnete plýtvat vláknem. Díky nim jsou vaše díly také těžší, což by mohlo zvýšit pravděpodobnost jejich zlomení z důvodu fyziky a síly, protože hmotnost x zrychlení = čistá síla.

Jaký je nejrychlejší vzor výplně?

Nejrychlejším vzorem výplně je vzor čar, který jste mohli vidět na videích a obrázcích.

Jedná se pravděpodobně o nejoblíbenější vzor výplně, který je výchozí v mnoha programech pro řezání. Má slušnou pevnost a spotřebuje malé množství vlákna, takže je to nejrychlejší vzor výplně, kromě toho, že nemá žádný vzor.

Jaké další faktory ovlivňují pevnost 3D tisku?

Ačkoli jste sem přišli hledat vzory výplní pro pevnost, tloušťka stěn nebo počet stěn má větší vliv na pevnost dílu a existuje mnoho dalších faktorů. Skvělým zdrojem informací o pevných 3D výtiscích je tento příspěvek na GitHubu.

Ve skutečnosti existuje docela zajímavý produkt, který dokáže vaše 3D vytištěné díly zpevnit a který implementují někteří uživatelé 3D tiskáren. Jmenuje se Smooth-On XTC-3D High Performance Coating.

Je vyrobena tak, aby 3D výtisky měly hladký povrch, ale také má za následek, že 3D díly jsou o něco pevnější, protože přidává vrstvu kolem vnější strany.

Kvalita vláken

Ne všechny filamenty jsou vyráběny stejně, takže se ujistěte, že si pořídíte filamenty od renomované a důvěryhodné značky, abyste dosáhli nejlepší kvality. Nedávno jsem napsal příspěvek o tom, jak dlouho vydrží 3D tištěné díly, kde jsou informace o této problematice, takže se na něj klidně podívejte.

Směs vláken/kompozitů

Mnoho filamentů bylo vyvinuto tak, aby byly pevnější, což můžete využít. Místo obvyklého PLA se můžete rozhodnout pro PLA plus nebo PLA, který je smíchaný s dalšími materiály, jako je dřevo, uhlíková vlákna, měď a mnoho dalších.

Mám průvodce Ultimate Filament Guide, který obsahuje podrobné informace o mnoha různých materiálech pro výrobu filamentů.

Orientace na tisk

Jedná se o jednoduchou, ale přehlíženou metodu, která může posílit vaše výtisky. Slabým místem vašich výtisků budou vždy linie vrstev.

Informace z tohoto malého experimentu by vám měly pomoci lépe pochopit, jak umístit díly pro tisk. Může to být tak snadné, jako otočit díl o 45 stupňů a více než zdvojnásobit sílu tisku.

Nebo pokud vám nevadí nadměrná spotřeba materiálu a dlouhá doba tisku, nemůžete udělat chybu s konfigurací hustoty tisku "solid".

Existuje speciální termín anizotropní, který znamená, že objekt má většinu své pevnosti ve směru XY, nikoli ve směru Z. V některých případech může být napětí v ose Z 4-5krát slabší než napětí v ose XY.

Díly 1 a 3 byly nejslabší, protože směr vzoru výplně byl rovnoběžný s okraji objektu. To znamenalo, že hlavní pevnost dílu byla dána slabou pevností lepení PLA, což u malých dílů bude velmi málo.

Pouhým otočením dílu o 45 stupňů lze dosáhnout dvojnásobné pevnosti vytištěných dílů.

Počet skořápek/perimetrů

Skořápky jsou definovány jako všechny vnější části nebo části v blízkosti vnější strany modelu, které jsou obrysy nebo vnějšími obvody jednotlivých vrstev. Zjednodušeně řečeno se jedná o počet vrstev na vnější straně tisku.

Skořepiny mají obrovský vliv na pevnost dílu, kdy přidání jedné skořepiny navíc může technicky zajistit stejnou pevnost dílu jako 15 % výplně navíc na 3D tištěném dílu.

Při tisku jsou skořápky díly, které se tisknou jako první pro každou vrstvu. Mějte na paměti, že tímto postupem se samozřejmě prodlouží doba tisku, takže je to určitý kompromis.

Tloušťka pláště

Kromě přidávání skořepin do výtisků můžete zvětšit tloušťku skořepiny a zvýšit tak pevnost dílů.

To se často dělá, když je třeba díly obrousit nebo dodatečně zpracovat, protože se tím díl opotřebovává. Větší tloušťka skořepiny vám umožní díl obrousit a mít původní vzhled modelu.

Tloušťka pláště se obvykle hodnotí jako násobek průměru trysky, především proto, aby se zabránilo nedokonalostem tisku.

Počet stěn a tloušťka stěn také vstupují do hry, ale technicky jsou již součástí pláště a jsou jeho svislými částmi.

Nadměrné vytlačování

Přibližně 10-20% nadměrné vytlačování v nastavení dodá vašim dílům větší pevnost, ale sníží se estetika a přesnost. Může to trvat nějaký pokus a omyl, než najdete průtok, který vám vyhovuje, takže to využijte ve svůj prospěch.

Menší vrstvy

Společnost My3DMatter zjistila, že nižší výška vrstvy oslabuje 3D vytištěný objekt, ačkoli to není průkazné a pravděpodobně má na toto tvrzení vliv mnoho proměnných.

Kompromisem však je, že přechod z 0,4mm trysky na 0,2mm trysku zdvojnásobí dobu tisku, což by většina lidí raději vyloučila.

Pro skutečně pevný 3D tištěný díl byste měli mít dobrý vzor a procento výplně, přidat pevné vrstvy pro stabilizaci struktury výplně, přidat více obvodů do horní a spodní vrstvy a také do vnější části (skořepiny).

Jakmile všechny tyto faktory spojíte dohromady, získáte extrémně odolný a pevný díl.

Pokud máte rádi skvělou kvalitu 3D výtisků, určitě si zamilujete sadu nástrojů pro 3D tiskárnu AMX3d Pro Grade Tool Kit od společnosti Amazon. Jedná se o základní sadu nástrojů pro 3D tisk, která vám poskytne vše, co potřebujete k odstranění, vyčištění & dokončení vašich 3D výtisků.

Umožňuje vám:

• Snadné čištění 3D výtisků - 25dílná sada s 13 noži a 3 rukojeťmi, dlouhou pinzetou, jehlovými kleštěmi a lepicí tyčinkou.
• Jednoduše odstraňte 3D výtisky - přestaňte poškozovat své 3D výtisky pomocí jednoho ze 3 specializovaných nástrojů na odstraňování.
• Dokonale dokončete své 3D výtisky - 3dílná kombinace přesných škrabek, kleští a nožů se 6 nástroji se dostane i do malých štěrbin, abyste dosáhli skvělé povrchové úpravy.
• Staňte se profesionálem v 3D tisku!