Τα μοτίβα πλήρωσης μπορούν εύκολα να παραβλέπονται όταν εκτυπώνετε 3D, αλλά κάνουν μεγάλη διαφορά στην ποιότητα. Πάντα αναρωτιέμαι ποιο μοτίβο πλήρωσης είναι το ισχυρότερο, οπότε γράφω αυτή τη δημοσίευση για να απαντήσω και να τη μοιραστώ με άλλους χομπίστες 3D εκτυπωτές.

Έτσι, ποιο μοτίβο πλήρωσης είναι το ισχυρότερο; Εξαρτάται από την εφαρμογή της τρισδιάστατης εκτύπωσής σας, αλλά γενικά, το μοτίβο κηρήθρας είναι το ισχυρότερο μοτίβο πλήρωσης για όλες τις χρήσεις. Τεχνικά μιλώντας, το ευθύγραμμο μοτίβο είναι το ισχυρότερο μοτίβο όταν λαμβάνεται υπόψη η κατεύθυνση της δύναμης, αλλά αδύναμο στην αντίθετη κατεύθυνση.

Δεν υπάρχει ένα ενιαίο μέγεθος που να ταιριάζει σε όλα τα μοτίβα πλήρωσης, γι' αυτό και υπάρχουν τόσα πολλά μοτίβα πλήρωσης εκεί έξω, διότι ορισμένα είναι καλύτερα από άλλα, ανάλογα με τη λειτουργικότητα.

Συνεχίστε να διαβάζετε για να λάβετε περισσότερες πληροφορίες σχετικά με την αντοχή του μοτίβου πλήρωσης και άλλους σημαντικούς παράγοντες για την αντοχή του τεμαχίου.

Αν σας ενδιαφέρει να δείτε μερικά από τα καλύτερα εργαλεία και αξεσουάρ για τους τρισδιάστατους εκτυπωτές σας, μπορείτε να τα βρείτε εύκολα ελέγχοντας το Amazon. Έχω φιλτράρει μερικά από τα καλύτερα προϊόντα εκεί έξω, οπότε ρίξτε μια καλή ματιά.

Ποιο είναι το ισχυρότερο μοτίβο πλήρωσης;

Μια μελέτη του 2016 σχετικά με το διαπίστωσε ότι ένας συνδυασμός ευθύγραμμου σχεδίου με 100% πλήρωση έδειξε την υψηλότερη αντοχή σε εφελκυσμό με τιμή 36,4 Mpa.

Αυτό ήταν μόνο για μια δοκιμή, οπότε δεν θα θέλατε να χρησιμοποιήσετε 100% πλήρωση, αλλά δείχνει την πραγματική αποτελεσματικότητα αυτού του μοτίβου πλήρωσης.

Το ισχυρότερο μοτίβο πλήρωσης είναι το Rectilinear, αλλά μόνο όταν είναι ευθυγραμμισμένο με τη διεύθυνση της δύναμης, έχει τις αδυναμίες του, γι' αυτό να το έχετε κατά νου.

Όταν μιλάμε για τη συγκεκριμένη κατεύθυνση της δύναμης, το ευθύγραμμο μοτίβο πλήρωσης είναι πολύ ισχυρό προς την κατεύθυνση της δύναμης, αλλά πολύ ασθενέστερο κατά την κατεύθυνση της δύναμης.

Παραδόξως, το ευθύγραμμο μοτίβο πλήρωσης τυχαίνει να είναι πολύ αποδοτικό από την άποψη της χρήσης πλαστικού, έτσι ώστε να εκτυπώνει ταχύτερα από την κυψέλη (30% ταχύτερα) και μερικά άλλα μοτίβα εκεί έξω.

Το καλύτερο μοτίβο πλήρωσης για όλες τις χρήσεις πρέπει να είναι το κυψελοειδές, αλλιώς γνωστό ως κυβικό.

Το Honeycomb (cubic) είναι ίσως το πιο δημοφιλές μοτίβο πλήρωσης 3D εκτύπωσης εκεί έξω. Πολλοί χρήστες 3D εκτυπωτών θα το προτείνουν επειδή έχει τόσο μεγάλες ιδιότητες και χαρακτηριστικά. Το χρησιμοποιώ για πολλές εκτυπώσεις μου και δεν έχω κανένα πρόβλημα με αυτό.

Η κηρήθρα έχει μικρότερη αντοχή προς την κατεύθυνση της δύναμης, αλλά έχει ίση αντοχή προς όλες τις κατευθύνσεις, γεγονός που την καθιστά τεχνικά ισχυρότερη συνολικά, επειδή μπορείτε να ισχυριστείτε ότι είστε τόσο ισχυροί όσο ο πιο αδύναμος κρίκος σας.

Το μοτίβο κυψελωτής πλήρωσης όχι μόνο φαίνεται αισθητικά ευχάριστο, αλλά χρησιμοποιείται ευρέως σε πολλές εφαρμογές για αντοχή. Ακόμη και τα σύνθετα σάντουιτς αεροδιαστημικής ποιότητας περιλαμβάνουν το μοτίβο κυψελωτής πλήρωσης στα μέρη τους, ώστε να γνωρίζετε ότι έχει κερδίσει τα γαλόνια του.

Έχετε υπόψη σας ότι η αεροδιαστημική βιομηχανία χρησιμοποιεί αυτό το μοτίβο πλήρωσης κυρίως λόγω της διαδικασίας κατασκευής και όχι λόγω της αντοχής. Είναι το ισχυρότερο υλικό πλήρωσης που μπορούν να χρησιμοποιήσουν δεδομένων των πόρων τους, διαφορετικά μπορεί να χρησιμοποιήσουν ένα μοτίβο Gyroid ή Cubic.

Για ορισμένα υλικά μπορεί να είναι αρκετά δύσκολο να χρησιμοποιηθούν ορισμένα σχέδια πλήρωσης, οπότε κάνουν ό,τι καλύτερο μπορούν να κάνουν.

Η κηρήθρα χρησιμοποιεί πολλή κίνηση, πράγμα που σημαίνει ότι είναι πιο αργή στην εκτύπωση.

Ποιο είναι το αγαπημένο σας μοτίβο πλήρωσης; από 3Dprinting

Ένας χρήστης έκανε δοκιμές για να δει την επίδραση των μοτίβων πλήρωσης στη μηχανική απόδοση και διαπίστωσε ότι τα καλύτερα μοτίβα που μπορούν να χρησιμοποιηθούν είναι είτε γραμμικά είτε διαγώνια (γραμμικά με κλίση 45°).

Κατά τη χρήση χαμηλότερων ποσοστών πλήρωσης, δεν υπήρχε μεγάλη διαφορά μεταξύ γραμμικών, διαγώνιων ή ακόμη και εξαγωνικών (κηρήθρα) μοτίβων και δεδομένου ότι η κηρήθρα είναι πιο αργή, δεν είναι καλή ιδέα να τη χρησιμοποιείτε σε χαμηλές πυκνότητες πλήρωσης.

Σε υψηλότερα ποσοστά πλήρωσης, το εξαγωνικό έδειξε παρόμοια μηχανική αντοχή με το γραμμικό, ενώ το διαγώνιο έδειξε στην πραγματικότητα 10% μεγαλύτερη αντοχή από το γραμμικό.

Κατάλογος των ισχυρότερων μοτίβων πλήρωσης

Έχουμε μοτίβα πλήρωσης που είναι γνωστά ως 2D ή 3D.

Πολλοί άνθρωποι θα χρησιμοποιήσουν 2D γεμίσματα για τη μέση εκτύπωση, μερικά μπορεί να είναι γρήγορα γεμίσματα που χρησιμοποιούνται για πιο αδύναμα μοντέλα, αλλά υπάρχουν ακόμα ισχυρά 2D γεμίσματα εκεί έξω.

Έχετε επίσης τις τυπικές τρισδιάστατες συμπληρώσεις, οι οποίες χρησιμοποιούνται για να κάνουν τις τρισδιάστατες εκτυπώσεις σας όχι μόνο ισχυρότερες, αλλά και ισχυρότερες προς όλες τις κατευθύνσεις της δύναμης.

Θα χρειαστεί περισσότερος χρόνος για την εκτύπωση, αλλά κάνουν μεγάλη διαφορά στη μηχανική αντοχή των τρισδιάστατα εκτυπωμένων μοντέλων, ιδανική για λειτουργικές εκτυπώσεις.

Είναι καλό να έχετε κατά νου ότι υπάρχουν πολλοί διαφορετικοί τεμαχιστές εκεί έξω, αλλά είτε χρησιμοποιείτε Cura, Simplify3D, Slic3r, Makerbot ή Prusa, θα υπάρχουν εκδόσεις αυτών των ισχυρών μοτίβων πλήρωσης, καθώς και κάποια προσαρμοσμένα μοτίβα.

Τα ισχυρότερα μοτίβα πλήρωσης είναι:

• Πλέγμα - 2D πλήρωση
• Τρίγωνα - 2D πλήρωση
• Tri-Hexagon - 2D πλήρωση
• Cubic - 3D πλήρωση
• Cubic (υποδιαίρεση) - τρισδιάστατη πλήρωση και χρησιμοποιεί λιγότερο υλικό από το Cubic
• Octet - 3D πλήρωση
• Quarter Cubic - 3D πλήρωση
• Gyroid - Αυξημένη αντοχή με χαμηλότερο βάρος

Το Gyroid και το rectilinear είναι δύο άλλες εξαιρετικές επιλογές που είναι γνωστές για την υψηλή αντοχή τους. Το Gyroid μπορεί να έχει πρόβλημα στην εκτύπωση όταν η πυκνότητα πλήρωσης είναι χαμηλή, οπότε θα χρειαστεί κάποια δοκιμή και σφάλμα για να γίνουν τα πράγματα σωστά.

Η κυβική υποδιαίρεση είναι ένας τύπος που είναι πολύ ισχυρός και επίσης γρήγορος στην εκτύπωση. Έχει εκπληκτική αντοχή στις 3 διαστάσεις και μεγάλες ευθείες διαδρομές εκτύπωσης που του δίνουν ταχύτερα στρώματα πλήρωσης.

Ποιο είναι το ισχυρότερο ποσοστό πλήρωσης

Ένας άλλος σημαντικός παράγοντας για την αντοχή των τεμαχίων είναι το ποσοστό πλήρωσης που προσδίδει στα τεμάχια μεγαλύτερη δομική ακεραιότητα.

Αν το σκεφτείτε, γενικά, όσο περισσότερο πλαστικό υπάρχει στη μέση ενός εξαρτήματος, τόσο πιο ισχυρό θα είναι, επειδή η δύναμη θα πρέπει να διαπεράσει περισσότερη μάζα.

Η προφανής απάντηση εδώ είναι ότι το 100% της πλήρωσης θα είναι το ισχυρότερο ποσοστό πλήρωσης, αλλά υπάρχει κάτι περισσότερο. Πρέπει να εξισορροπήσουμε τον χρόνο εκτύπωσης και το υλικό με την αντοχή του εξαρτήματος.

Η μέση πυκνότητα πλήρωσης που εφαρμόζουν οι χρήστες τρισδιάστατων εκτυπωτών είναι 20%, η οποία είναι και η προεπιλεγμένη σε πολλά προγράμματα φέτες.

Είναι μια εξαιρετική πυκνότητα πλήρωσης για εξαρτήματα που κατασκευάζονται για την εμφάνιση και δεν φέρουν φορτίο, αλλά για λειτουργικά εξαρτήματα που χρειάζονται αντοχή, μπορούμε σίγουρα να πάμε σε υψηλότερη πυκνότητα.

Είναι καλό να γνωρίζετε ότι όταν φτάσετε σε ένα πολύ υψηλό ποσοστό νήματος, όπως το 50%, η απόδοση του νήματος μειώνεται σε μεγάλο βαθμό όσον αφορά το πόσο περισσότερο ενισχύει τα εξαρτήματά σας.

Το να υπερβείτε το 75% είναι ως επί το πλείστον περιττό, οπότε λάβετε το υπόψη σας πριν σπαταλήσετε το νήμα σας. Κάνουν επίσης τα εξαρτήματά σας βαρύτερα, γεγονός που θα μπορούσε να κάνει ακόμα πιο πιθανό να σπάσουν λόγω της φυσικής και της δύναμης, επειδή Μάζα x Επιτάχυνση = Καθαρή Δύναμη.

Ποιο είναι το γρηγορότερο μοτίβο πλήρωσης;

Το πιο γρήγορο μοτίβο πλήρωσης πρέπει να είναι το μοτίβο των γραμμών που μπορεί να έχετε δει σε βίντεο και φωτογραφίες.

Αυτό είναι ίσως το πιο δημοφιλές μοτίβο πλήρωσης και είναι προεπιλεγμένο σε πολλά λογισμικά φέτες εκεί έξω. Έχει αξιοπρεπή αντοχή και χρησιμοποιεί χαμηλή ποσότητα νήματος, καθιστώντας το το πιο γρήγορο μοτίβο πλήρωσης εκεί έξω, εκτός από το να μην έχει καθόλου μοτίβο.

Ποιοι άλλοι παράγοντες καθιστούν τις 3D εκτυπώσεις ισχυρές;

Παρόλο που ήρθατε εδώ ψάχνοντας για μοτίβα πλήρωσης για αντοχή, το πάχος των τοιχωμάτων ή ο αριθμός των τοιχωμάτων έχει μεγαλύτερο αντίκτυπο στην αντοχή του εξαρτήματος και υπάρχουν πολλοί άλλοι παράγοντες. Μια εξαιρετική πηγή για ισχυρές τρισδιάστατες εκτυπώσεις είναι αυτή η δημοσίευση στο GitHub.

Υπάρχει στην πραγματικότητα ένα πολύ καλό προϊόν που μπορεί να κάνει τα τρισδιάστατα εκτυπωμένα εξαρτήματά σας ισχυρότερα και το οποίο εφαρμόζεται από ορισμένους χρήστες τρισδιάστατων εκτυπωτών. Ονομάζεται επίστρωση υψηλής απόδοσης Smooth-On XTC-3D.

Φτιάχνεται για να δώσει στις τρισδιάστατες εκτυπώσεις ένα λείο φινίρισμα, αλλά έχει επίσης ως αποτέλεσμα να κάνει τα τρισδιάστατα μέρη ελαφρώς πιο ανθεκτικά, καθώς προσθέτει μια επίστρωση γύρω από το εξωτερικό.

Ποιότητα νήματος

Δεν κατασκευάζονται όλα τα νήματα το ίδιο, οπότε βεβαιωθείτε ότι παίρνετε νήματα από μια αξιόπιστη, αξιόπιστη μάρκα για την καλύτερη ποιότητα εκεί έξω. Πρόσφατα έκανα μια ανάρτηση σχετικά με το Πόσο διαρκούν τα τρισδιάστατα εκτυπωμένα εξαρτήματα, η οποία περιέχει πληροφορίες σχετικά με αυτό, οπότε μπορείτε να την ελέγξετε.

Μείγμα νήματος/σύνθετα υλικά

Αντί να χρησιμοποιείτε το συνηθισμένο PLA, μπορείτε να επιλέξετε το PLA plus ή το PLA που αναμειγνύεται με άλλα υλικά όπως ξύλο, ίνες άνθρακα, χαλκό και πολλά άλλα.

Έχω έναν απόλυτο οδηγό νήματος που περιγράφει λεπτομερώς πολλά από τα διαφορετικά υλικά νήματος που κυκλοφορούν εκεί έξω.

Προσανατολισμός εκτύπωσης

Αυτή είναι μια απλή αλλά παραγνωρισμένη μέθοδος που μπορεί να ενισχύσει τις εκτυπώσεις σας. Τα αδύνατα σημεία των εκτυπώσεών σας θα είναι πάντα οι γραμμές στρώσεων.

Οι πληροφορίες από αυτό το μικρό πείραμα θα σας δώσουν μια καλύτερη κατανόηση του τρόπου τοποθέτησης των εξαρτημάτων σας για την εκτύπωση. Μπορεί να είναι τόσο εύκολο όσο η περιστροφή του εξαρτήματος κατά 45 μοίρες για να υπερδιπλασιάσετε τη δύναμη της εκτύπωσης.

Ή, αν δεν σας ενοχλεί η υπερβολική χρήση υλικού και οι μεγάλοι χρόνοι εκτύπωσης, δεν μπορείτε να κάνετε λάθος με τη διαμόρφωση πυκνότητας εκτύπωσης "solid".

Υπάρχει ένας ειδικός όρος που ονομάζεται ανισοτροπικός, ο οποίος σημαίνει ότι ένα αντικείμενο έχει το μεγαλύτερο μέρος της αντοχής του στη διεύθυνση XY και όχι στη διεύθυνση Z. Σε ορισμένες περιπτώσεις η τάση του άξονα Z μπορεί να είναι 4-5 φορές ασθενέστερη από την τάση του άξονα XY.

Τα μέρη 1 και 3 ήταν τα πιο αδύναμα, επειδή η κατεύθυνση του μοτίβου της πλήρωσης ήταν παράλληλη με τις άκρες του αντικειμένου. Αυτό σήμαινε ότι η κύρια αντοχή που είχε το μέρος ήταν από την αδύναμη αντοχή συγκόλλησης του PLA, η οποία σε μικρά μέρη θα είναι πολύ μικρή.

Η απλή περιστροφή του τεμαχίου σας κατά 45 μοίρες έχει τη δυνατότητα να δώσει στα εκτυπωμένα τεμάχια σας διπλάσια αντοχή.

Αριθμός κελυφών/περίμετρο

Ως κελύφη ορίζονται όλα τα εξωτερικά μέρη ή κοντά στο εξωτερικό του μοντέλου, τα οποία αποτελούν περιγράμματα ή εξωτερικές περιμέτρους κάθε στρώματος. Με απλά λόγια είναι ο αριθμός των στρωμάτων στο εξωτερικό μιας εκτύπωσης.

Τα κελύφη έχουν τεράστιο αντίκτυπο στην αντοχή του τεμαχίου, όπου η προσθήκη ενός μόνο επιπλέον κελύφους θα μπορούσε τεχνικά να δώσει την ίδια αντοχή στο τεμάχιο με ένα επιπλέον 15% πλήρωσης σε ένα τρισδιάστατα εκτυπωμένο τεμάχιο.

Κατά την εκτύπωση, τα κελύφη είναι τα μέρη που εκτυπώνονται πρώτα για κάθε στρώμα. Λάβετε υπόψη σας ότι αυτό, φυσικά, θα αυξήσει το χρόνο εκτύπωσης, οπότε υπάρχει μια αντιστάθμιση.

Πάχος κελύφους

Εκτός από την προσθήκη κελυφών στις εκτυπώσεις σας, μπορείτε να αυξήσετε το πάχος του κελύφους για να αυξήσετε την αντοχή του εξαρτήματος.

Αυτό γίνεται συχνά όταν τα μέρη πρέπει να λειανθούν ή να υποστούν μεταγενέστερη επεξεργασία, επειδή το μέρος φθείρεται.Έχοντας μεγαλύτερο πάχος κελύφους, μπορείτε να λειαίνετε το μέρος και να έχετε την αρχική εμφάνιση του μοντέλου σας.

Το πάχος του κελύφους εκτιμάται συνήθως σε πολλαπλάσιο της διαμέτρου του ακροφυσίου σας, κυρίως για την αποφυγή ατελειών στην εκτύπωση.

Ο αριθμός των τοιχωμάτων και το πάχος των τοιχωμάτων μπαίνουν επίσης στο παιχνίδι, αλλά τεχνικά αποτελούν ήδη μέρος του κελύφους και είναι τα κάθετα μέρη του.

Πάνω από την εξώθηση

Περίπου 10-20% υπερβολική εξώθηση στις ρυθμίσεις σας θα δώσει στα εξαρτήματά σας μεγαλύτερη αντοχή, αλλά θα δείτε μια μείωση στην αισθητική και την ακρίβεια. Μπορεί να χρειαστεί κάποια δοκιμή και σφάλμα για να βρείτε ένα ποσοστό ροής με το οποίο είστε ευχαριστημένοι, οπότε χρησιμοποιήστε το προς όφελός σας.

Μικρότερα στρώματα

Το My3DMatter διαπίστωσε ότι το χαμηλότερο ύψος στρώματος αποδυναμώνει ένα τρισδιάστατα εκτυπωμένο αντικείμενο, αν και αυτό δεν είναι πειστικό και πιθανώς υπάρχουν πολλές μεταβλητές που επηρεάζουν αυτόν τον ισχυρισμό.

Το αντιστάθμισμα εδώ, ωστόσο, είναι ότι η μετάβαση από ένα ακροφύσιο 0,4 χιλιοστών σε ένα ακροφύσιο 0,2 χιλιοστών θα διπλασιάσει το χρόνο εκτύπωσης, κάτι που οι περισσότεροι άνθρωποι θα απέφευγαν.

Για ένα πραγματικά ισχυρό τρισδιάστατα εκτυπωμένο εξάρτημα θα πρέπει να έχετε ένα καλό μοτίβο και ποσοστό πλήρωσης, να προσθέσετε στερεά στρώματα για να σταθεροποιήσετε τη δομή πλήρωσης, να προσθέσετε περισσότερες περιμέτρους στα άνω και κάτω στρώματα, καθώς και στα εξωτερικά (κελύφη).

Μόλις συνδυάσετε όλους αυτούς τους παράγοντες, θα έχετε ένα εξαιρετικά ανθεκτικό και ισχυρό εξάρτημα.

Αν αγαπάτε τις τρισδιάστατες εκτυπώσεις υψηλής ποιότητας, θα λατρέψετε το AMX3d Pro Grade 3D Printer Tool Kit από το Amazon. Πρόκειται για ένα βασικό σετ εργαλείων τρισδιάστατης εκτύπωσης που σας δίνει όλα όσα χρειάζεστε για να αφαιρέσετε, να καθαρίσετε & να ολοκληρώσετε τις τρισδιάστατες εκτυπώσεις σας.

Σας δίνει τη δυνατότητα να:

• Καθαρίστε εύκολα τις τρισδιάστατες εκτυπώσεις σας - Σετ 25 τεμαχίων με 13 λεπίδες μαχαιριού και 3 λαβές, μακρύ τσιμπιδάκι, πένσα με μύτη βελόνας και κολλητική ράβδο.
• Απλά αφαιρέστε τις τρισδιάστατες εκτυπώσεις - σταματήστε να καταστρέφετε τις τρισδιάστατες εκτυπώσεις σας χρησιμοποιώντας ένα από τα 3 εξειδικευμένα εργαλεία αφαίρεσης.
• Τελειώστε τέλεια τις τρισδιάστατες εκτυπώσεις σας - ο συνδυασμός ξύστρας ακριβείας 3 τεμαχίων, 6 εργαλείων, μαχαιριού και λεπίδας μπορεί να εισχωρήσει σε μικρές ρωγμές για να πετύχετε ένα εξαιρετικό φινίρισμα.
• Γίνετε επαγγελματίας στην τρισδιάστατη εκτύπωση!