Los patrones de relleno a veces se pasan por alto en la impresión 3D porque son sólo una parte de muchos ajustes para tus impresiones. Hay varios patrones de relleno, pero al mirar la lista, me pregunté, ¿cuál es el mejor patrón de relleno en la impresión 3D?

El mejor patrón de relleno para la impresión 3D es una forma hexagonal como Cubic si lo que busca es un buen equilibrio entre velocidad y resistencia. Cuando determine la función de su pieza impresa en 3D, el mejor patrón de relleno variará. Para la velocidad, el mejor patrón de relleno es el patrón Lines, mientras que para la resistencia, Cubic.

Los patrones de relleno son algo más complejos de lo que pensaba, así que voy a entrar en más detalles sobre los fundamentos de cada patrón de relleno, así como los patrones que la gente considera los más fuertes, los más rápidos y los ganadores en general.

¿Qué tipos de patrones de relleno existen?

Si nos fijamos en Cura, el software de corte más popular que existe, aquí están las opciones de patrón de relleno que tienen, junto con algunos elementos visuales e información útil.

• Rejilla
• Líneas
• Triángulo
• Tri-Hexagonal
• Cúbico
• Subdivisión cúbica
• Octeto
• Cuarto cúbico
• Concéntrico
• ZigZag
• Cruz
• Cruz3D
• Giroides

¿Qué es el relleno de rejilla?

Este patrón de relleno tiene un diseño cruzado que crea dos conjuntos perpendiculares de líneas, formando cuadrados en el centro.

• Gran fuerza en sentido vertical
• Buena resistencia en la dirección en las líneas formadas
• Más débil en la dirección diagonal
• Crea una superficie superior bastante buena y lisa

¿Qué es el relleno de líneas/rectilíneo?

El patrón Líneas crea varias líneas paralelas a través de su objeto, con direcciones alternas por capa. Así que, básicamente, una capa tiene líneas que van en una dirección, luego la siguiente capa tiene líneas que van en la otra dirección. Se ve muy similar al patrón de cuadrícula, pero hay una diferencia.

• Suele ser débil en sentido vertical
• Muy débil en la dirección horizontal excepto en la dirección de las líneas
• Este es el mejor patrón para una superficie superior lisa

A continuación se muestra un ejemplo de las diferencias entre los patrones Líneas y Cuadrícula, donde las direcciones de relleno son por defecto 45° & -45°.

Relleno de líneas (rectilíneas):

Capa 1: 45° - diagonal derecha

Capa 2: -45° - diagonal izquierda

Capa 3: 45° - diagonal derecha

Capa 4: -45° - diagonal izquierda

Relleno de rejilla:

Capa 1: 45° y -45

Capa 2: 45° y -45

Capa 3: 45° y -45

Capa 4: 45° y -45

¿Qué es el relleno triangular?

Se trata de un patrón de relleno en el que se crean tres conjuntos de líneas en distintas direcciones para formar triángulos.

• Tiene la misma fuerza en cada dirección horizontal
• Gran resistencia al cizallamiento
• Problemas con las interrupciones de flujo, por lo que las densidades de relleno elevadas tienen una resistencia relativa baja

¿Qué es el relleno trihexagonal?

Este patrón de relleno tiene una mezcla de triángulos y formas hexagonales, intercalados por todo el objeto. Para ello, crea tres conjuntos de líneas en tres direcciones distintas, pero de forma que no se crucen en la misma posición entre sí.

• Muy fuerte en dirección horizontal
• Igual fuerza en cada dirección horizontal
• Gran resistencia al cizallamiento
• Requiere muchas capas de piel superior para obtener una superficie superior uniforme

¿Qué es el relleno cúbico?

El patrón Cubic crea cubos que se titulan y se apilan, creando un patrón tridimensional. Estos cubos están orientados para que se apoyen en las esquinas, por lo que pueden imprimirse sin que sobresalgan las superficies internas.

• Igual fuerza en todas las direcciones, incluso verticalmente
• Bastante buena resistencia general en todas las direcciones
• El acolchado se reduce con este patrón porque no se crean bolsas verticales largas.

¿Qué es el relleno de subdivisiones cúbicas?

El patrón de Subdivisión Cúbica también crea cubos y un patrón tridimensional, pero crea cubos más grandes hacia el centro del objeto. Esto se hace para que las zonas más importantes para la resistencia tengan un buen relleno, al tiempo que se ahorra material donde el relleno es menos eficaz.

Las densidades de relleno deben aumentarse con este patrón porque pueden ser realmente bajas en las zonas medias. Funciona creando una serie de 8 cubos subdivididos, luego los cubos que chocan contra las paredes se subdividen hasta alcanzar la distancia de la línea de relleno.

• El mejor patrón y el más resistente en términos de peso y tiempo de impresión (relación resistencia/peso)
• Igual fuerza en todas las direcciones, incluso verticalmente
• También reduce los efectos de la almohada
• Aumentar la densidad del relleno significa que éste no debe verse a través de las paredes
• Tiene muchas retracciones, no es ideal para flexibles o materiales menos viscosos (líquidos)
• El tiempo de corte es relativamente más largo

¿Qué es el relleno de octetos?

El patrón de relleno Octeto es otro patrón tridimensional que crea una mezcla de cubos y tetraedros regulares (pirámide triangular). Este patrón produce múltiples líneas de relleno adyacentes entre sí cada cierto tiempo.

• Tiene un fuerte armazón interno, especialmente en las líneas adyacentes
• Los modelos con un grosor medio (alrededor de 1 cm/0,39″) dan buenos resultados en términos de resistencia
• También se reducen los efectos de almohadillado porque no se crean largas bolsas verticales de aire.
• Produce superficies de mala calidad

¿Qué es el cuarto de cubo de relleno?

El cuarto de cubo es un poco más complejo en su explicación, pero es bastante similar al relleno Octeto. Es un patrón tridimensional o teselación (disposición cerrada de formas) que consiste en tetraedros y tetraedros acortados. Al igual que el Octeto, también coloca múltiples líneas de relleno adyacentes entre sí de vez en cuando.

• Las cargas pesadas disipan el peso a la estructura interna
• El armazón está orientado en dos direcciones diferentes, lo que los hace individualmente débiles.
• Gran resistencia relativa para modelos de poco espesor (pocos mm)
• Menor efecto de almohadillado en las capas superiores porque no se producen bolsas de aire verticales largas
• La distancia de puente de este patrón es larga, por lo que puede afectar negativamente a la calidad de la superficie superior.

¿Qué es el relleno concéntrico?

El patrón de relleno Concéntrico simplemente crea una serie de bordes interiores paralelos al perímetro de su objeto.

• Con una densidad de relleno del 100%, éste es el patrón más sólido, ya que las líneas no se cruzan.
• Ideal para impresiones flexibles ya que es débil y uniforme en todas las direcciones horizontales
• Tiene más fuerza en la dirección vertical que en la horizontal
• Patrón de relleno más débil si no se utiliza una densidad de relleno del 100%, ya que no existe resistencia horizontal.
• La densidad de relleno del 100% funciona mejor con formas no circulares

¿Qué es el relleno en zigzag?

El patrón Zigzag simplemente crea el mismo patrón que su nombre. Es muy similar al patrón Líneas, pero la diferencia es que las líneas están conectadas en una sola línea larga, lo que resulta en menos interrupciones de flujo. Se utiliza principalmente en estructuras de soporte.

• Cuando se utiliza una densidad de relleno del 100%, este patrón es el segundo más fuerte
• Mejor para formas circulares en comparación con el patrón Concéntrico con un porcentaje de relleno del 100
• Uno de los mejores patrones para una superficie superior lisa, ya que la distancia entre líneas es muy pequeña
• Tiene una resistencia débil en la dirección vertical ya que las capas tienen puntos de unión inadecuados
• Muy débil en la dirección horizontal, salvo en la dirección en que están orientadas las líneas.
• Mala resistencia al cizallamiento, por lo que falla rápidamente bajo carga

¿Qué es el relleno transversal?

El patrón de relleno Cross es un patrón poco ortodoxo que crea curvas con espacios intermedios, replicando las formas cruzadas del interior de un objeto.

• Gran patrón para objetos flexibles, ya que se presiona débilmente de manera uniforme en todas las direcciones.
• No se producen líneas rectas largas en dirección horizontal, por lo que no es fuerte en ningún punto.
• No tiene ningún tipo de retracciones, por lo que es más fácil imprimir materiales flexibles con
• Más fuerte en dirección vertical que horizontal

¿Qué es Cross 3D Infill?

El patrón de relleno 3D Cross crea esas curvas con espacios intermedios, replicando formas cruzadas dentro del objeto, pero también pulsa a lo largo del eje Z haciéndolo más débil en la dirección vertical.

• Crea una "consistencia blanda" uniforme tanto en horizontal como en vertical, el mejor patrón para flexibles
• No tiene líneas rectas largas por lo que es débil en todas las direcciones
• Tampoco produce retractaciones
• Esto lleva un tiempo relativamente largo

¿Qué es el relleno gidroide?

El patrón de relleno Gyroid crea una serie de ondas en direcciones alternas.

• Igual de resistente en todas las direcciones, pero no es el modelo de relleno más resistente
• Ideal para materiales flexibles, pero produce un objeto menos blando que Cross 3D.
• Buena resistencia al cizallamiento
• Crea un volumen que permite que los fluidos fluyan, ideal para materiales disolubles
• Tiene un tiempo de corte largo y crea archivos G-Code de gran tamaño.
• Algunas impresoras pueden tener dificultades para seguir el ritmo de los comandos G-Code por segundo, especialmente a través de conexiones serie.

¿Cuál es el mejor patrón de relleno para la resistencia (Cura)?

Hay mucha gente que discute sobre qué patrón de relleno es el mejor para la resistencia. Estos patrones de relleno consisten en una alta resistencia en múltiples direcciones, y normalmente se clasifican como patrones tridimensionales.

Los mejores candidatos que la gente ha lanzado suelen ser:

• Cúbico
• Giroides

Por suerte, es una lista bastante corta, así que no tendrás que revisar demasiados para encontrar el que mejor se adapte a ti. Voy a repasar cada patrón de relleno de resistencia para ayudarte a decidirte por uno. Sinceramente, por lo que he investigado, no hay demasiada diferencia de resistencia entre ellos, pero uno tiene ventaja.

Cúbico

Cubic es excelente por su resistencia uniforme en todas las direcciones, es conocido como un patrón de relleno fuerte por los propios Cura y tiene una serie de variaciones que demuestran lo útil que es como patrón de relleno.

Por su resistencia estructural pura, Cubic es muy respetada y popular entre los usuarios de impresoras 3D.

Puede sufrir alabeos en las esquinas según el modelo, pero en general imprime muy suave.

Giroides

La prueba de resistencia al aplastamiento realizada por CNC Kitchen demostró que el patrón de relleno Gyroid tiene una carga de rotura de exactamente 264 kg para una densidad de relleno del 10% tanto en dirección perpendicular como transversal.

En términos de tiempo de impresión, hay un aumento de alrededor del 25% en comparación con el patrón Lines. Cubic y Gyroid tienen tiempos de impresión muy similares.

Utiliza más material que Cubic, pero es más propenso a problemas de impresión, como que las capas no se apilen.

La alta resistencia al cizallamiento, la resistencia a la flexión y el bajo peso de este patrón de relleno lo convierten en una opción ideal frente a la mayoría de los demás patrones. No sólo tiene una alta resistencia, sino que también es ideal para impresiones flexibles.

Las pruebas específicas de resistencia realizadas por Cartesian Creations revelaron que el patrón de relleno más resistente era el Gyroid, en comparación con el 3D Honeycomb (patrón Simplify3D similar al Cubic) y el Rectilinear.

Demostró que el patrón Gyroid es excelente para absorber tensiones, con 2 paredes, un 10% de densidad de relleno y 6 capas inferiores y superiores. Descubrió que era más resistente, utilizaba menos material y se imprimía más rápido.

La elección es suya, pero yo personalmente me decantaría por el patrón Cubic si quisiera la máxima resistencia a la carga. Si desea resistencia, junto con flexibilidad e impresiones más rápidas, Gyroid es el patrón que debe elegir.

Existen otros factores, además del patrón de relleno, para obtener la máxima resistencia. CNC Kitchen ha descubierto que el factor principal es el número de paredes y el grosor de las mismas, pero sigue teniendo una influencia significativa.

Lo averiguó probando diferentes rellenos, densidades y grosores de pared, y descubrió hasta qué punto era significativo el grosor de la pared.

Esta hipótesis también tiene más pruebas que la respaldan con un artículo escrito en 2016 sobre los efectos de los patrones de relleno en la resistencia a la tracción. En él se explica que los diferentes patrones de relleno tenían un máximo del 5% de diferencias de resistencia a la tracción, lo que significa que el patrón por sí solo no marcaba demasiada diferencia.

Aunque la resistencia a la tracción no es la única que se busca, esto no significa que los patrones de relleno no puedan marcar una diferencia de más del 5% en cuanto a funcionalidad.

¿Cuál es el patrón de relleno más rápido para la velocidad?

Si nos fijamos en el mejor patrón de relleno para la velocidad, los factores claros aquí son qué patrones tienen las líneas más rectas, menos movimiento y menos material utilizado para la impresión.

Esto es bastante fácil de determinar si pensamos en las opciones de patrones que tenemos.

El mejor patrón de relleno para la velocidad es el patrón Líneas o Rectilíneo, que es el patrón de relleno por defecto en Cura. Los patrones con más cambios direccionales suelen tardar más en imprimirse, por lo que las líneas rectas son las que se imprimen más rápido con gran velocidad.

Cuando nos fijamos en el factor importante de la velocidad y el uso del menor material, nos fijamos en el parámetro de la mejor relación resistencia por peso. Esto significa, en términos de resistencia y peso, qué patrón de relleno tiene la mejor cantidad de resistencia en relación con la cantidad de relleno que se utiliza.

No querríamos utilizar simplemente el menor material y tener un objeto que se deshace con facilidad.

De hecho, se han llevado a cabo pruebas sobre este parámetro, en las que CNC Kitchen descubrió que el patrón rectilíneo normal o de líneas tiene una de las mejores relaciones resistencia/peso y utiliza la menor cantidad de material. El patrón de subdivisión cúbica es otro de los contendientes para utilizar la menor cantidad de material, ya que crea un relleno de alta densidad alrededor de las paredes y más bajo en el centro.

Es un patrón perfecto para tener como predeterminado para sus impresiones, aparte de cuando usted tiene un propósito específico para la funcionalidad y la fuerza. No sólo el patrón de Líneas o Subdivisión Cúbica imprime muy rápido, utiliza una baja cantidad de relleno y tiene buena resistencia.

¿Cuál es el mejor patrón de relleno para impresiones 3D flexibles?

Los mejores patrones de relleno para TPU y flexibles son:

• Concéntrico
• Cruz
• Cruz 3D
• Giroides

Dependiendo de su modelo, habrá un patrón ideal para sus impresiones 3D flexibles.

Como ya se ha dicho, el patrón concéntrico funciona mejor con una densidad de relleno del 100%, pero sobre todo para objetos no circulares. Tiene una resistencia vertical bastante buena, pero una resistencia horizontal débil, lo que le confiere las características de flexibilidad

Los patrones Cross y Cross 3D tienen una presión uniforme en todos los lados, pero el Cross 3D añade además el elemento de dirección vertical, aunque tarda más en cortar.

Gyroid es ideal cuando se utilizan rellenos de baja densidad y es útil por varias razones: tiene tiempos de impresión rápidos, gran resistencia al cizallamiento, pero es menos flexible en general, en comparación con los otros patrones flexibles.

Si busca el mejor patrón de relleno para compresión, Gyroid es una de las mejores opciones.

¿Qué importancia tiene la densidad o el porcentaje de relleno?

La densidad de relleno afecta a una serie de parámetros importantes para su pieza impresa en 3D. Cuando se pasa el ratón sobre el ajuste "Densidad de relleno" en Cura, se muestra que afecta a las capas superiores, capas inferiores, distancia de la línea de relleno, patrones de relleno y superposición de relleno.

La densidad/porcentaje de relleno tiene un impacto bastante significativo en la resistencia de la pieza y en el tiempo de impresión.

Cuanto mayor sea el porcentaje de relleno, más resistente será la pieza, pero a densidades de relleno superiores al 50%, son mucho menos significativas a la hora de añadir resistencia adicional.

La diferencia entre la densidad de relleno que se establece en Cura tiene una gran diferencia en términos de lo que está cambiando en su estructura de la pieza.

A continuación se muestra un ejemplo visual del 20% de densidad de relleno frente al 10%.

Una mayor densidad de relleno significa que las líneas de relleno estarán más juntas, lo que significa que habrá más estructuras trabajando juntas para dar resistencia a la pieza.

Se puede imaginar que intentar romper uno de baja densidad sería mucho más fácil que uno de alta densidad.

Es importante saber que la densidad de relleno varía mucho en cómo afecta a una pieza debido a las diferencias en los patrones de relleno.

Básicamente, un cambio del 10% de relleno al 20% de relleno para un patrón Lines no va a ser lo mismo que el mismo cambio con un patrón Gyroid.

La mayoría de los patrones de relleno tienen un peso similar con la misma densidad de relleno, pero el patrón Triangle mostró un aumento de casi el 40% en el peso total.

Por eso, quienes utilizan el patrón de relleno Gyroid no necesitan porcentajes de relleno tan elevados y, aun así, consiguen un nivel respetable de resistencia de la pieza.

Las densidades de relleno bajas pueden dar lugar a problemas como que los muros no conecten con el relleno y que se creen bolsas de aire, sobre todo con modelos que tengan muchos cruces.

Puede producirse una infraextrusión cuando una línea de relleno se cruza con otra debido a interrupciones del flujo.

Cura explica que aumentar la densidad del relleno tiene los siguientes efectos:

• Hace que sus huellas sean más fuertes en general
• Proporciona a las capas superficiales un mejor soporte, haciéndolas más suaves y herméticas.
• Reduce los problemas de resolución de problemas, como la almohada
• Requiere más material, por lo que es más pesado de lo normal
• Se tarda mucho más en imprimir dependiendo del tamaño del objeto

Por lo tanto, la densidad de relleno es muy importante a la hora de evaluar la resistencia, el uso de material y el tiempo de impresión. Suele haber un buen equilibrio entre los porcentajes de relleno, que oscilan entre el 10% y el 30% en función del uso que se vaya a dar a la pieza.

Las piezas estéticas o hechas para ser vistas requieren mucha menos densidad de relleno porque no requieren resistencia. Las piezas funcionales requieren más densidad de relleno (hasta el 70%), para que puedan soportar la carga durante un largo periodo de tiempo.

Mejor patrón de relleno para filamento transparente

A mucha gente le encanta utilizar el patrón de relleno Gyroid para el filamento transparente porque da un patrón de aspecto fresco. El patrón de relleno Cubic o Honeycomb también se ve muy bien para impresiones 3D transparentes. El mejor relleno para impresiones transparentes suele ser 0% o 100% para que el modelo sea más claro.

Aquí hay un ejemplo del patrón de relleno Gyroid en una impresión 3D en PLA transparente. Un usuario dijo que también utilizan Gyroid con una densidad de relleno del 15%.

Una placa transparente con relleno crea un patrón genial a partir de la impresión 3D

Echa un vistazo al siguiente vídeo para ver cómo imprimir en 3D con filamento transparente.