Výplň je jedním z klíčových nastavení při 3D tisku, ale zajímalo mě, kolik výplně při tisku vlastně potřebujete. Provedl jsem průzkum, abych zjistil nějaké dobré procento výplně, které vysvětlím v tomto článku.

Množství výplně, které potřebujete, závisí na tom, jaký objekt vytváříte. Pokud vytváříte objekt pro vzhled a ne pro pevnost, mělo by vám stačit 10-20 % výplně. Na druhou stranu, pokud potřebujete pevnost, odolnost a funkčnost, 50-80 % výplně je dobré množství.

Ve zbytku tohoto článku se podrobněji seznámíme s faktory, které ovlivňují množství výplně potřebné pro 3D výtisky, a s dalšími tipy, které můžete použít.

Co je Infill?

Při tisku 3D modelu je jednou z věcí, která nepotřebuje žádnou přesnost ani pozornost, způsob tisku interiéru. Z tohoto důvodu nemusíte pro model vytvářet zcela pevný interiér. Proto můžete použít jiný přístup k efektivnějšímu a účinnějšímu tisku interiéru.

Výplň je trojrozměrná struktura, která se tiskne uvnitř modelu a drží pohromadě stěny nebo obvod vašeho modelu. Výplň se používá k tomu, aby dodala vytištěnému modelu pevnost s použitím malého množství materiálu. Může se jednat o opakující se vzor, který může usnadnit tisk.

Jednou z hlavních výhod výplní je, že interiér lze tisknout v různém stupni dutosti. Tento faktor lze vyjádřit dalším termínem, který se nazývá hustota výplně.

Pokud je hustota výplně 0 %, znamená to, že vytištěný model je zcela dutý, a 100 % znamená, že model je uvnitř zcela pevný. Kromě toho, že výplň drží konstrukci, určuje také pevnost konstrukce.

Kolik výplně je potřeba pro 3D tištěný model, závisí výhradně na typu a funkčnosti tisku. Probereme různé výplně a různé vzory používané pro různé účely.

Různé hustoty výplní pro různé účely

Použití jako model nebo dekorativní předmět

Při stavbě modelu pro reprezentaci nebo výstavu nevyžadujete, aby byl model pevný a vydržel velké namáhání. Z tohoto důvodu nepotřebujete příliš silnou výplň, která by držela konstrukci pohromadě.

Hustota výplně použitá pro tento účel může být přibližně 10-20 %. Tímto způsobem můžete ušetřit materiál i splnit požadovaný účel, aniž byste měli problémy.

Nejvhodnějším vzorem, který lze v tomto případě použít, jsou čáry nebo klikaté vzory. Tyto vzory drží strukturu pohromadě tím, že poskytují pevnost, která je pro tento účel potřebná. Protože se jedná o velmi jednoduché vzory, lze je snadno vytisknout a zkracují se tím celkové doby tisku.

Někteří lidé doporučují u větších výtisků použít i 5% výplň, ale ujistěte se, že používáte vzor výplně Lines. Můžete přidat více obvodů nebo zvýšit tloušťku stěn, abyste modelu dodali pevnost.

Podívejte se na níže uvedený 3D tisk od uživatele Redditu.

7 hodin s 5% náplní z ender3

Standardní 3D modely

Jedná se o vytištěné modely, které se po vytištění používají jinak než na výstavu. Tyto výtisky vyžadují ve srovnání s předchozími větší pevnost a měly by být schopny zvládnout mírné namáhání. To znamená, že hustota výplně by měla být zvýšena na hodnotu kolem 15-50 %.

Pro tento účel jsou vhodné vzory jako trojúhelníky, mřížka nebo trojúhelníky. Tyto vzory jsou o něco složitější než čáry a klikaté obrazce. Proto by tisk těchto vzorů vyžadoval více času. Ve skutečnosti by tisk těchto vzorů zabral o 25 % více času než tisk předchozích vzorů.

Můžete si rozdělit a prostudovat vlastnosti jednotlivých vzorů, protože i ony mají mezi sebou drobné rozdíly. Mřížková struktura je nejjednodušší a nejslabší ze všech tří. Protože je to jednoduchá mřížka, lze ji ve srovnání s ostatními rychle vytisknout.

Obrovskou výhodou trojúhelníkového vzoru je jeho schopnost přenášet zatížení, pokud je na stěny působeno kolmo. Trojúhelníkový vzor lze použít v oblastech modelu s malými obdélníkovými prvky, protože tento vzor vytváří za těchto podmínek větší spojení se stěnami ve srovnání s mřížkou.

Nejsilnější ze všech tří je trojúhelník, který má kombinaci trojúhelníků i šestiúhelníků. Zahrnutí šestiúhelníku do sítě jej činí mnohem silnějším. To je patrné z toho, že včelí plástev používá pro svou síť stejný mnohoúhelník.

Další výhodou trojúhelníkové sítě je, že v porovnání s ostatními podléhá menšímu strukturálnímu poškození v důsledku špatného chlazení. Je to proto, že všechny hrany v tomto vzoru jsou v porovnání s ostatními krátké, což ponechává malou délku pro ohyb a deformaci.

Funkční 3D modely

Jedná se o tištěné modely, které jsou vyrobeny tak, aby sloužily určitému účelu. Lze je použít jako podpůrné modely nebo náhradní díly.

Funkční 3D modely jsou vystaveny velkému množství pevnosti a musí mít dobrou nosnost. To znamená, že by měly obsahovat výplň, která tyto požadavky splňuje. Za tímto účelem by hustota výplně měla být přibližně 50-80 %.

Nejlepší vzory výplní, které vykazují tyto hodnoty únosnosti, jsou oktet, kubus, kubické dělení, gyroid atd. Oktetový vzor má opakující se tetraedrickou strukturu, která dodává stěnám pevnost rovnoměrně ve většině směrů.

Nejlepším vzorem, který zvládá namáhání z jakéhokoli směru, je gyroid. Má trojrozměrnou strukturu podobnou vlně, která je symetrická ve všech směrech. Proto tento vzor vykazuje pevnost ve všech směrech.

Gyroidní struktura vykazuje výjimečnou pevnost při nízké hustotě. Jedná se o přirozeně se vyskytující strukturu, která se nachází v křídlech motýlů a v membránách některých buněk.

Flexibilní modely

Pro získání flexibility je třeba zvážit materiál pro tisk výplně. Nejlepším řešením by zde bylo použít pro tento účel PLA.

Hustota výplně pro tento účel se může pohybovat v rozmezí 0-100 % v závislosti na tom, jak velkou flexibilitu potřebujete. Pro tento účel jsou k dispozici různé vzory: koncentrický, křížový, křížový3D atd.

Soustředný je vzor výplně, který by byl podobný vlnovce obrysu. Jednalo by se o soustředné kopie obrysu, které tvoří výplň. Dalším vzorem pro tento účel je kříž. Jedná se o 2D mřížku, která nechává prostor mezi zkroucením a ohybem.

Soustředné a 2D vzory jsou velmi flexibilní, ale pokud chcete něco, co je také trochu tuhé, pak bude nejlepší volbou použít vzor zvaný křížový 3D. Tato výplň má sklon přes osu z, ale zůstává stejná ve vrstvě 2D roviny.

Výhody infiltrace

Zvyšuje rychlost tisku

Protože výplň je opakující se trojrozměrný vzor, snadno se tiskne. 3D tiskárna tiskne ve vrstvách a každá vrstva se skládá ze 2 hlavních částí: výplně a obrysu. Obrys je obvod vrstvy, který se stane vnějším pláštěm nebo stěnami tiskového modelu.

Při tisku vrstvy potřebuje obrys velkou přesnost tisku, protože definuje tvar objektu. Zatímco výplň, která je opakujícím se vzorem, lze tisknout bez dříve používané úrovně přesnosti. To znamená, že ji lze tisknout rychle pohybem tam a zpět.

Nízká spotřeba materiálu

Materiál použitý pro tisk modelu bude nejvyšší, když bude vytištěn jako čistá pevná hmota uvnitř. Tomu se říká výplň se 100% hustotou výplně. Použitím vhodné výplně můžeme snížit spotřebu materiálu pro tisk 3D modelu. Hustotu výplně můžeme zvolit podle našich potřeb.

Různé vzory na výběr

Pro výplně existuje mnoho vzorů, což nám dává možnost výběru podle našich potřeb. Různé vzory mají různé vlastnosti a podle toho je můžeme použít. Vzor se často vybírá s ohledem na následující faktory-

• Tvar modelu - Pro objekt můžete zvolit libovolný vzor. Optimálním řešením by zde bylo zvolit takový, který poskytuje maximální pevnost s nejmenším množstvím materiálu pro daný tvar modelu. Pokud vyrábíte kulaté nebo válcové řešení, nejlepším vzorem pro jeho udržení by bylo zvolit soustředný vzor, jako je archi nebo osmihran.
• Flexibilita - pokud vám nejde o pevnost nebo tuhost; pak je třeba zvolit vzor výplně, který umožňuje flexibilitu, jako jsou soustředné vzory, kříž nebo kříž 3D. Existují vzory pro celkovou flexibilitu a takové, které jsou určeny pro flexibilitu v určitém rozměru.
• Síla modelu - vzory hrají velkou roli při určování síly modelu. Některé vzory, jako gyroidní, kubický nebo osmičkový, jsou poměrně silné. Tyto vzory mohou modelu dodat větší sílu než jiné vzory při stejné hustotě výplně.
• Použití materiálu - bez ohledu na hustotu výplně jsou některé vzory navrženy tak, že jsou těsně zabaleny, zatímco některé jsou volně spojeny a poskytují mnoho volného prostoru.

Efektivní využití výplní

Úhel tisku výplně

Při tisku výplně je třeba vzít v úvahu různé věci. Jednou z nich je úhel, pod kterým se výplň tiskne.

Pokud si všimnete, u většiny výtisků je úhel tisku vždy 45°. Je to proto, že při úhlu 45° pracují motory X i Y stejnou rychlostí. Tím se zvyšuje rychlost dokončení výplně.

Někdy se dostanete do situace, kdy změna úhlu výplně může udržet některé slabé části silnější. Změna úhlu by však snížila rychlost. Nejlepším řešením, jak se tomuto problému vyhnout, bude umístit model do správné polohy s výplní v samotném softwaru pro řezání.

Překrytí výplní

Silnějšího spojení výplně se stěnou můžete dosáhnout zvýšením hodnoty překryvu výplně. Překrytí výplně je parametr, jehož zvýšením se zvýší průnik výplně s vnitřní stěnou obrysu.

Gradient a postupné vyplňování

Pokud chcete, aby výplň držela silněji směrem ke stěnám 3D tisku, pak je nejlepším způsobem, jak toho dosáhnout, použití gradientní výplně. U gradientní výplně se hustota výplně mění v rovině XY. Hustota výplně se zvyšuje, jak se blížíme k obrysu modelu.

Jedná se o jeden z nejefektivnějších způsobů, jak modelu dodat větší pevnost. Jedinou nevýhodou tohoto přístupu je, že vyžaduje více času na tisk.

Podobný typ tisku se nazývá postupné vyplňování, při kterém se hustota výplně mění v ose Z.

Tloušťka výplně

Pro získání větší pevnosti a tuhosti použijte silnou výplň. Při tisku velmi tenké výplně bude konstrukce náchylná k poškození při namáhání.

Více hustot výplní

Některé nové softwary pro 3D tisk jsou vybaveny výkonnými nástroji pro vícenásobnou změnu hustoty výplně v jednom modelu.

Jednou z hlavních výhod této metody je inteligentní použití materiálu v místech, která potřebují v modelu pevnost. Nemusíte zde používat vysokou hustotu výplně v celém modelu, abyste udrželi pevně jen jednu část tisku.