Infill ist eine der wichtigsten Einstellungen beim 3D-Druck, aber ich habe mich gefragt, wie viel Infill man eigentlich braucht, wenn man einen Druck herstellt. Ich habe einige Nachforschungen angestellt, um einige gute Infill-Prozentsätze herauszufinden, die ich in diesem Artikel erklären werde.

Die Menge der Füllung, die Sie benötigen, hängt davon ab, was für ein Objekt Sie erstellen. Wenn Sie ein Objekt für das Aussehen und nicht für die Festigkeit erstellen, sollten 10-20 % Füllung ausreichen. Wenn Sie hingegen Festigkeit, Haltbarkeit und Funktionalität benötigen, sind 50-80 % eine gute Menge an Füllung.

Im weiteren Verlauf dieses Artikels wird näher darauf eingegangen, welche Faktoren Einfluss darauf haben, wie viel Füllmaterial Sie für Ihre 3D-Drucke benötigen, und welche anderen Tipps Sie anwenden können.

Was ist Infill?

Wenn Sie ein 3D-Modell drucken, ist die Art und Weise, wie Sie den Innenraum drucken, eine Sache, die keine Präzision oder Aufmerksamkeit erfordert. Aus diesem Grund müssen Sie keinen komplett massiven Innenraum für das Modell erstellen. Deshalb können Sie einen anderen Ansatz verwenden, um den Innenraum auf effektivere und effizientere Weise zu drucken.

Infill ist die dreidimensionale Struktur, die im Inneren des Modells gedruckt wird, um die Wände oder den Umfang Ihres Modells zusammenzuhalten. Infill wird verwendet, um dem gedruckten Modell mit wenig Material Festigkeit zu verleihen. Es kann ein sich wiederholendes Muster sein, das den Druck erleichtert.

Einer der Hauptvorteile von Infill ist, dass das Innere in verschiedenen Graden von Hohlräumen gedruckt werden kann. Dieser Faktor kann mit einem anderen Begriff, der Infill-Dichte, dargestellt werden.

Wenn die Fülldichte 0 % beträgt, ist das gedruckte Modell vollständig hohl, und 100 % bedeutet, dass das Modell im Inneren vollständig massiv ist. Die Füllung hält die Struktur nicht nur, sondern bestimmt auch die Festigkeit der Struktur.

Wie viel Infill für ein 3D-Druckmodell benötigt wird, hängt ausschließlich von der Art und der Funktionalität des Drucks ab. Wir werden verschiedene Infills und die unterschiedlichen Muster, die für verschiedene Zwecke verwendet werden, diskutieren.

Unterschiedliche Füllungsdichten für unterschiedliche Zwecke

Verwendung als Modell oder Dekorationsstück

Für den Bau eines Modells zu Repräsentations- oder Ausstellungszwecken ist es nicht erforderlich, dass das Modell stark genug ist, um großen Belastungen standzuhalten. Aus diesem Grund benötigen Sie keine zu starke Füllung, die die Struktur zusammenhält.

Die Fülldichte, die für diesen Zweck verwendet wird, kann etwa 10-20% betragen. Auf diese Weise können Sie sowohl Material sparen als auch den gewünschten Zweck erfüllen, ohne dass Sie Probleme bekommen.

Das beste Muster für dieses Szenario sind Linien oder Zickzack. Diese Muster halten die Struktur zusammen, indem sie die für diesen Zweck erforderliche Festigkeit bieten. Da es sich um sehr einfache Muster handelt, können sie leicht gedruckt werden und verkürzen die Gesamtdruckzeiten.

Manche Leute empfehlen sogar 5% Füllung für größere Drucke, aber stellen Sie sicher, dass Sie das Linien-Füllmuster verwenden. Sie können mehr Umfang hinzufügen oder die Wandstärke erhöhen, um dem Modell mehr Festigkeit zu verleihen.

Sehen Sie sich den 3D-Druck eines Reddit-Benutzers unten an.

7 Stunden mit 5% Füllung von ender3

Standard-3D-Modelle

Dies sind die gedruckten Modelle, die nach dem Druck für andere Zwecke als die Ausstellung verwendet werden. Diese Drucke erfordern eine höhere Festigkeit als die vorhergehenden und sollten eine mäßige Belastung aushalten können. Das bedeutet, dass die Fülldichte auf einen Wert von 15-50% erhöht werden sollte.

Hierfür eignen sich Muster wie Tri-Hexagone, Gitter oder Dreiecke. Diese Muster sind etwas komplexer als Linien und Zickzack. Daher würde das Drucken dieser Muster mehr Zeit in Anspruch nehmen. Tatsächlich würden diese Muster 25 % mehr Zeit benötigen als die vorherigen.

Sie können die Eigenschaften jedes Musters aufteilen und studieren, da auch sie untereinander geringfügige Unterschiede aufweisen. Die Gitterstruktur ist die einfachste und schwächste von allen dreien. Da es sich um ein einfaches Gitter handelt, kann es im Vergleich zu den übrigen Mustern schnell gedruckt werden.

Der große Vorteil des Dreiecksmusters ist seine Fähigkeit, Lasten zu tragen, wenn sie senkrecht auf die Wände aufgebracht werden. Das Dreiecksmuster kann in Bereichen des Modells mit kleinen rechteckigen Merkmalen verwendet werden, da dieses Muster unter diesen Bedingungen mehr Verbindung mit den Wänden herstellt als das Gitter.

Das Tri-Hexagon ist das stärkste von allen dreien und besteht aus einer Kombination von Dreiecken und Sechsecken. Die Einbeziehung des Sechsecks in das Netz macht es viel stärker. Dies wird durch die Tatsache deutlich, dass die Waben das gleiche Polygon für ihr Netz verwenden.

Ein weiterer Vorteil eines Tri-Hexagon-Netzes besteht darin, dass es im Vergleich zu anderen Netzen weniger strukturelle Schäden durch schlechte Kühlung erleidet, da alle Kanten in diesem Muster im Vergleich zum Rest kurz sind, was eine geringe Länge für Biegung und Verformung übrig lässt.

Funktionale 3D-Modelle

Das sind gedruckte Modelle, die für einen bestimmten Zweck hergestellt werden, z. B. als Hilfsmodelle oder Ersatzteile.

Die funktionalen 3D-Modelle sind hohen Belastungen ausgesetzt und müssen eine gute Tragfähigkeit aufweisen. Das bedeutet, dass sie eine Füllung enthalten sollten, um diese Anforderungen zu erfüllen. Zu diesem Zweck sollte die Füllungsdichte etwa 50-80% betragen.

Die besten Ausfachungsmuster, die diese Mengen an Tragfähigkeit aufweisen, sind Oktett, kubisch, kubische Unterteilung, gyroid usw. Das Oktettmuster besteht aus einer sich wiederholenden tetraedrischen Struktur, die den Wänden in den meisten Richtungen gleichmäßig Stärke verleiht.

Das beste Muster zur Bewältigung von Belastungen aus allen Richtungen ist der Kreisel. Er hat eine dreidimensionale, wellenförmige Struktur, die in alle Richtungen symmetrisch ist. Aus diesem Grund weist dieses Muster Festigkeit in allen Richtungen auf.

Die gyroide Struktur weist eine außergewöhnliche Festigkeit bei geringer Dichte auf und ist eine natürlich vorkommende Struktur, die in den Flügeln von Schmetterlingen und in den Membranen einiger Zellen zu finden ist.

Flexible Modelle

Das Material für den Druck der Füllung muss berücksichtigt werden, um Flexibilität zu erhalten. Die beste Lösung wäre hier die Verwendung von PLA für diesen Zweck.

Die Fülldichte für diesen Zweck kann zwischen 0 und 100 % liegen, je nachdem, wie viel Flexibilität Sie benötigen. Die verschiedenen Muster, die für diesen Zweck zur Verfügung stehen, sind konzentrisch, kreuzweise, cross3D usw.

Konzentrisch ist ein Infill-Muster, das ein kräuselndes Muster des Umrisses darstellt. Dies wären konzentrische Kopien des Umrisses, die das Infill bilden. Ein weiteres Muster für diesen Zweck ist das Kreuz. Dies ist ein 2D-Gitter, das den Raum dazwischen verdrehen und verbiegen lässt.

Die konzentrischen und 2D-Muster sind sehr flexibel, aber wenn Sie etwas wollen, das auch ein wenig starr ist, dann ist die beste Option, ein Muster namens Cross 3D zu verwenden. Dieses Infill hat eine Neigung durch die z-Achse, bleibt aber in einer Schicht der 2D-Ebene gleich.

Vorteile von Infill

Erhöht die Druckgeschwindigkeit

Da die Füllung ein sich wiederholendes dreidimensionales Muster ist, lässt es sich leicht drucken. Der 3D-Drucker druckt in Schichten, wobei jede Schicht aus zwei Hauptteilen besteht: der Füllung und der Kontur. Die Kontur ist der Umfang der Schicht, die die äußere Hülle oder die Wände des Druckmodells bildet.

Beim Drucken einer Ebene muss die Kontur sehr genau gedruckt werden, da sie die Form des Objekts definiert. Die Füllung hingegen, die ein sich wiederholendes Muster darstellt, kann ohne die zuvor verwendete Präzision gedruckt werden. Das bedeutet, dass sie schnell in einer Hin- und Herbewegung gedruckt werden kann.

Geringer Materialverbrauch

Der Materialverbrauch für den Druck eines Modells ist am höchsten, wenn es als reiner Festkörper gedruckt wird. Dies wird als Füllung mit 100% Fülldichte bezeichnet. Wir können den Materialverbrauch für den Druck eines 3D-Modells durch die Verwendung einer geeigneten Füllung reduzieren. Wir können die Fülldichte nach unseren Bedürfnissen wählen.

Verschiedene Muster zur Auswahl

Es gibt eine Vielzahl von Mustern für die Füllung, so dass wir je nach Bedarf wählen können. Verschiedene Muster haben unterschiedliche Eigenschaften und wir können sie entsprechend verwenden. Das Muster wird oft unter Berücksichtigung der folgenden Faktoren ausgewählt

• Die Form des Modells - Sie können jedes beliebige Muster für ein Objekt wählen. Die optimale Lösung wäre hier, dasjenige zu wählen, das die maximale Festigkeit mit der geringsten Menge an Material für die bestimmte Form des Modells bietet. Wenn Sie eine runde oder zylindrische Lösung machen, wäre das beste Muster, um es zusammenzuhalten, ein konzentrisches Muster wie Archi oder Octa zu wählen.
• Flexibilität - wenn Sie nicht auf Festigkeit oder Steifigkeit Wert legen, müssen Sie ein Füllmuster wählen, das Flexibilität ermöglicht, wie z. B. konzentrische Muster, Kreuz- oder 3D-Kreuzmuster. Es gibt Muster für allgemeine Flexibilität und solche, die für Flexibilität in einer bestimmten Dimension bestimmt sind.
• Stärke des Modells - Muster spielen eine große Rolle bei der Festlegung der Stärke eines Modells. Einige Muster wie Kreisel, Würfel oder Oktett sind ziemlich stark. Diese Muster können einem Modell mehr Stärke verleihen als andere Muster bei gleicher Fülldichte.
• Materialverwendung - Unabhängig von der Dichte der Füllung sind einige Muster so gestaltet, dass sie dicht gepackt sind, während andere locker gebunden sind und viel Freiraum bieten.

Effiziente Nutzung von Infill

Winkel des Infilldrucks

Beim Bedrucken einer Füllung sind verschiedene Dinge zu beachten, z. B. der Winkel, in dem die Füllung gedruckt wird.

Wie Sie sehen, ist der Druckwinkel bei den meisten Drucken immer 45 Grad. Das liegt daran, dass bei einem Winkel von 45 Grad sowohl der X- als auch der Y-Motor mit der gleichen Geschwindigkeit arbeiten. Dadurch wird die Geschwindigkeit bei der Fertigstellung der Füllung erhöht.

In manchen Fällen kann eine Änderung des Winkels der Füllung einige schwache Teile stärker halten. Eine Änderung des Winkels würde jedoch die Geschwindigkeit verringern. Die beste Lösung, um dieses Problem zu vermeiden, ist die Positionierung des Modells in der richtigen Ausrichtung mit der Füllung in der Slicing-Software selbst.

Ausfachung Überlappung

Sie können eine stärkere Verbindung der Ausfachung mit der Wand erreichen, indem Sie den Wert der Ausfachungsüberlappung erhöhen. Ausfachungsüberlappung ist ein Parameter, der, wenn er erhöht wird, die Überschneidung der Ausfachung mit der Innenwand der Kontur vergrößert.

Neigung und allmähliche Auffüllung

Wenn Sie möchten, dass Ihre Füllung stärker an den Wänden des 3D-Drucks hält, verwenden Sie am besten ein Gradienten-Infill. Beim Gradienten-Infill ändert sich die Dichte der Füllung in der XY-Ebene. Die Dichte der Füllung wird höher, je mehr wir uns dem Umriss des Modells nähern.

Dies ist eine der effizientesten Methoden, um dem Modell mehr Festigkeit zu verleihen. Der einzige Nachteil dieser Methode ist, dass sie mehr Druckzeit erfordert.

Es gibt einen ähnlichen Drucktyp, der als gradueller Infill bezeichnet wird und bei dem sich die Infill-Dichte über die Z-Achse verändert.

Dicke der Füllung

Verwenden Sie eine dicke Ausfachung, um eine höhere Festigkeit und Steifigkeit zu erreichen. Wenn Sie eine sehr dünne Ausfachung drucken, wird die Struktur unter Belastung anfällig für Schäden.

Mehrere Infill-Dichten

Einige der neuen 3D-Drucksoftwares verfügen über leistungsstarke Werkzeuge, mit denen sich die Fülldichte in einem einzigen Modell mehrfach ändern lässt.

Einer der Hauptvorteile dieser Methode ist der intelligente Einsatz von Material an Stellen, die im Modell Festigkeit benötigen. Hier muss man nicht eine hohe Fülldichte im gesamten Modell verwenden, um nur einen Teil des Drucks stark zu halten.