Udfyldning er en af de vigtigste indstillinger ved 3D-printning, men jeg undrede mig over, hvor meget udfyldning du egentlig har brug for, når du laver et print. Jeg har lavet noget research for at finde ud af nogle gode udfyldningsprocenter, som jeg forklarer i denne artikel.

Hvor meget fyld du har brug for, afhænger af, hvilket objekt du laver. Hvis du laver et objekt, der skal se godt ud og ikke være stærkt, er 10-20 % fyld nok. Hvis du derimod har brug for styrke, holdbarhed og funktionalitet, er 50-80 % fyld en god mængde fyld.

Resten af denne artikel vil gå i dybden med, hvilke faktorer der påvirker, hvor meget fyld du har brug for til dine 3D-print og andre tips, du kan bruge.

Hvad er infill?

Når du udskriver en 3D-model, er der en ting, der ikke kræver nogen præcision eller opmærksomhed, nemlig hvordan du udskriver interiøret. Derfor behøver du ikke at lave et helt solidt interiør til modellen. Derfor kan du bruge en anden tilgang til at udskrive interiøret på en mere effektiv og virkningsfuld måde.

Udfyldning er den tredimensionelle struktur, der udskrives inde i modellen for at holde modellens vægge eller omkreds sammen. Udfyldning bruges til at give styrke til den udskrevne model ved hjælp af en lille mængde materiale. Det kan være et gentagende mønster, der kan gøre udskrivningen let.

En af de største fordele ved udfyldning er, at det indre kan udskrives i forskellige grader af hulhed. Denne faktor kan repræsenteres ved et andet udtryk kaldet udfyldningstæthed.

Hvis fyldningstætheden er 0 %, betyder det, at den trykte model er helt hul, og 100 % betyder, at modellen er helt massiv indeni. Ud over at holde strukturen fast, bestemmer fyldningen også strukturens styrke.

Hvor meget fyld der kræves til en 3D-printet model, afhænger udelukkende af typen og funktionaliteten af printet. Vi vil diskutere forskellige fyldninger og de forskellige mønstre, der anvendes til forskellige formål.

Forskellige udfyldningstætheder til forskellige formål

Anvendelse som model eller dekorativt stykke

Når du bygger en model til repræsentation eller udstilling, har du ikke brug for, at modellen er stærk nok til at kunne klare en masse belastning. Af denne grund har du ikke brug for en fyldning, der er for stærk til at holde strukturen sammen.

Udfyldningstætheden, der anvendes til dette formål, kan være omkring 10-20 %. På denne måde kan du spare materiale og opfylde det ønskede formål uden at få problemer.

Det bedste mønster, der kan bruges i dette tilfælde, er linjer eller zig-zag-mønstre. Disse mønstre holder strukturen sammen ved at give den styrke, der er nødvendig til dette formål. Da det er meget enkle mønstre, kan de let udskrives, og det reducerer den samlede udskrivningstid.

Nogle anbefaler endda at bruge 5 % fyldning til større udskrifter, men sørg for at bruge Lines-mønsteret. Du kan tilføje flere omkredse eller øge vægtykkelsen for at give modellen en vis styrke.

Se 3D-printet nedenfor, som er lavet af en Reddit-bruger.

7 timer med 5 % fyld fra ender3

Standard 3D-modeller

Det er de udprintede modeller, der anvendes efter udprintning af andre modeller end udstilling. Disse udskrifter kræver mere styrke end de foregående og skal kunne klare en moderat mængde stress. Det betyder, at fyldningstætheden skal øges til en værdi på omkring 15-50 %.

Mønstre som tri-hexagoner, gitter eller trekanter er velegnede til dette formål. Disse mønstre er lidt mere komplekse end linjer og zig-zag. Derfor tager det længere tid at udskrive disse mønstre. Faktisk tager det 25 % mere tid at udskrive disse mønstre end de foregående.

Du kan opdele og studere de enkelte mønsters egenskaber, da de også har mindre forskelle indbyrdes. Gitterstrukturen er den enkleste og svageste af alle tre. Da det er et simpelt gitter, kan det udskrives hurtigt sammenlignet med resten.

Den store fordel ved trekantmønsteret er dets evne til at bære belastningen, når den påføres vinkelret på væggene. Det trekantede mønster kan anvendes i områder af modellen med små rektangulære elementer, da dette mønster skaber mere forbindelse med væggene sammenlignet med gitteret under disse forhold.

Tri-hexagon er den stærkeste af alle tre, og den består af en kombination af både trekanter og sekskanter. Hvis sekskanten indgår i masken, bliver den meget stærkere. Dette fremgår af det faktum, at honningkager bruger den samme polygon til deres maske.

En anden fordel ved et tri-hexagonmaske er, at det undergår færre strukturelle skader end andre på grund af dårlig afkøling. Dette skyldes, at alle kanter i dette mønster er korte i forhold til resten, hvilket giver en lille længde til bøjning og deformation.

Funktionelle 3D-modeller

Det er de trykte modeller, der er lavet til at tjene et formål. De kan bruges som støttemodeller eller som reservedele.

De funktionelle 3D-modeller er udsat for store belastninger og skal have en god bæreevne. Det betyder, at de skal indeholde en fyldning, der opfylder disse krav. Til dette formål skal fyldningstætheden være på omkring 50-80 %.

De bedste fyldningsmønstre, der viser disse mængder af bæreevne, er oktetmønsteret, kubisk mønster, kubisk underopdeling, gyroid osv. Oktetmønsteret har en gentagen tetraedrisk struktur, som giver væggene ensartet styrke i de fleste retninger.

Det bedste mønster til at håndtere stress fra alle retninger er gyroid. Det har en tredimensionel bølgelignende struktur, som er symmetrisk i alle retninger. Det er grunden til, at dette mønster udviser styrke i alle retninger.

Gyroidstrukturen har en usædvanlig styrke ved lav densitet. Det er en naturligt forekommende struktur, som findes i sommerfuglevinger og i membranerne i nogle celler.

Fleksible modeller

For at opnå fleksibilitet skal materialet til udskrivning af fyldstoffet overvejes. Den bedste løsning her ville være at bruge PLA til dette formål.

Udfyldningstætheden til dette formål kan ligge på 0-100 % alt efter, hvor stor fleksibilitet du har brug for. De forskellige mønstre, der findes til dette formål, er koncentriske, kryds, cross3D osv.

Concentric er et udfyldningsmønster, der er et krusningslignende mønster af konturen. Det er koncentriske kopier af konturen, der udgør udfyldningen. Et andet mønster til formålet er cross. Det er et 2D-gitter, der lader mellemrummet vride og bøje sig.

De koncentriske og 2D-mønstre er meget fleksible, men hvis du vil have noget, der også er lidt stift, er den bedste løsning at bruge et mønster kaldet cross 3D. Denne udfyldning har en hældning gennem z-aksen, men forbliver den samme i et lag af 2D-plan.

Fordele ved udfyldning

Øger udskrivningshastigheden

Da udfyldningen er et gentaget tredimensionelt mønster, er den let at udskrive. 3D-printeren udskriver i lag, og hvert lag består af to hoveddele: udfyldningen og omridset. Omridset er omkredsen af det lag, der bliver den ydre skal eller væggene i den udskrevne model.

Ved udskrivning af et lag skal omridset udskrives med stor præcision, da det definerer objektets form. I mellemtiden kan udfyldningen, som er et gentaget mønster, udskrives uden den tidligere anvendte præcision. Det betyder, at det kan udskrives hurtigt i en frem- og tilbageløbende bevægelse.

Lavt materialeforbrug

Materialet, der bruges til at udskrive en model, er størst, når den udskrives som et rent fast stof indeni. Dette kaldes en fyldning med 100 % fyldningstæthed. Vi kan reducere brugen af materiale til udskrivning af en 3D-model ved at bruge en passende fyldning. Vi kan vælge fyldningstætheden i overensstemmelse med vores behov.

Forskellige mønstre at vælge mellem

Der er mange forskellige mønstre at vælge imellem til udfyldning, hvilket giver os muligheder for at vælge alt efter vores behov. Forskellige mønstre har forskellige egenskaber, og vi kan bruge dem i overensstemmelse hermed. Mønstret vælges ofte ud fra følgende faktorer-

• Modellens form - Du kan vælge et hvilket som helst mønster til et objekt. Den optimale løsning her er at vælge det mønster, der giver den maksimale styrke med den mindste mængde materiale til den pågældende modelform. Hvis du laver en rund eller cylindrisk løsning, er det bedste mønster til at holde den sammen at vælge et koncentrisk mønster som archi eller octa.
• Fleksibilitet - hvis du ikke går efter styrke eller stivhed, skal du vælge et fyldningsmønster, der giver fleksibilitet, f.eks. koncentriske mønstre, kryds eller kryds 3D. Der findes mønstre til generel fleksibilitet og mønstre, der er beregnet til fleksibilitet i en bestemt dimension.
• Modellens styrke - mønstre spiller en stor rolle for modellens styrke. Nogle mønstre som gyroid, cubic eller octet er ret stærke. Disse mønstre kan give en model mere styrke end andre mønstre ved samme fyldningsgrad.
• Materialeanvendelse - Uanset fyldningstætheden er nogle mønstre udformet på en sådan måde, at de er tæt pakket, mens andre er løst bundet, hvilket giver en masse fri plads.

Effektiv udnyttelse af udfyldning

Vinkel af udfyldningsudskrivning

Der er forskellige ting at tage hensyn til, når du udskriver en udfyldning. En af disse ting er den vinkel, som udfyldningen udskrives i.

Hvis du lægger mærke til det, er vinklen på de fleste udskrifter altid 45 grader. Det skyldes, at ved en vinkel på 45 grader arbejder både X- og Y-motoren med samme hastighed. Dette øger hastigheden for færdiggørelsen af udfyldningen.

Nogle gange vil du komme i en situation, hvor du ved at ændre vinklen på udfyldningen kan holde nogle svage dele stærkere. Men hvis du ændrer vinklen, vil det sænke hastigheden. Den bedste løsning til at undgå dette problem er at placere modellen i den rigtige linje med udfyldningen i selve slicing-softwaren.

Udfyldning Overlapning

Du kan opnå en stærkere binding af fyldningen med væggen ved at øge værdien af fyldningsoverlap. Overlapning af fyldning er en parameter, som, når den øges, øger skæringspunktet mellem fyldningen og den indre væg i konturen.

Gradient og gradvis udfyldning

Hvis du ønsker, at fyldningen skal holde sig stærkere mod 3D-printets vægge, er den bedste måde at gøre dette på at bruge gradientfyldning. Gradientfyldningen har en gradientfyldning, hvor fyldningstætheden ændrer sig i XY-planet. Fyldningstætheden bliver højere, når vi nærmer os modellens omrids.

Dette er en af de mest effektive måder at give modellen mere styrke på. Den eneste ulempe ved denne fremgangsmåde er, at det tager længere tid at printe.

Der findes en lignende type udskrivning, der kaldes gradvis udfyldning, hvor udfyldningstætheden ændres gennem Z-aksen.

Tykkelse af udfyldning

Brug tyk fyldning for at opnå større styrke og stivhed. Hvis du trykker meget tyndt fyld, vil strukturen blive udsat for skader under belastning.

Flere udfyldningstætheder

Nogle af de nye 3D-printsoftwareprogrammer har effektive værktøjer til at ændre fyldningstætheden flere gange i en enkelt model.

En af de største fordele ved denne metode er den intelligente brug af materiale på steder, hvor der er brug for styrke i modellen. Her behøver du ikke at bruge en høj fyldningstæthed i hele modellen for at holde en enkelt del af printet stærkt.