Täitematerjal on üks peamisi seadistusi 3D-printimisel, kuid ma mõtlesin, kui palju täitematerjali tegelikult vajate printimise ajal. Olen teinud mõned uuringud, et leida mõned head täitematerjali protsendid, mida ma selgitan selles artiklis.

Täitematerjali kogus sõltub sellest, millist objekti te loote. Kui te loote objekti välimuse, mitte tugevuse pärast, peaks 10-20% täitematerjalist olema piisav. Kui aga vajate tugevust, vastupidavust ja funktsionaalsust, on 50-80% täitematerjali piisav kogus.

Selle artikli ülejäänud osas käsitletakse põhjalikult, millised tegurid mõjutavad seda, kui palju täitematerjali vajate oma 3D-trükiste jaoks ja muid näpunäiteid, mida saate kasutada.

Mis on infill?

3D-mudeli printimisel on üks asi, mis ei vaja mingit täpsust ega tähelepanu, kuidas printida sisemust. Seetõttu ei ole vaja teha mudelile täiesti tahket sisustust. Seetõttu saate kasutada teistsugust lähenemist, et printida sisustust tõhusamalt ja tulemuslikumalt.

Infill on kolmemõõtmeline struktuur, mis trükitakse mudeli sisse, et hoida teie mudeli seinad või ümbermõõt koos. Infill'i kasutatakse selleks, et anda trükitud mudelile tugevust vähese materjalikoguse abil. See võib olla korduv muster, mis võib muuta printimise lihtsaks.

Üks peamine eelis on see, et sisemust saab trükkida erineva sügavusega. Seda tegurit saab väljendada teise terminiga, mida nimetatakse täitetiheduseks.

Kui täidise tihedus on 0%, tähendab see, et trükitud mudel on täiesti õõnes ja 100% tähendab, et mudel on seestpoolt täiesti tahke. Lisaks konstruktsiooni hoidmisele määrab täidis ka konstruktsiooni tugevuse.

See, kui palju täitematerjali on 3D-trükitud mudelile vaja, sõltub ainult printimise tüübist ja funktsionaalsusest. Me arutame erinevaid täitematerjale ja erinevaid mustreid, mida kasutatakse erinevatel eesmärkidel.

Erinevad täitematerjalide tihedused erinevatel eesmärkidel

Kasutamine mudeli või dekoratiivse esemena

Esitluse või näituse jaoks mõeldud mudeli ehitamiseks ei ole vaja, et mudel oleks tugev, et taluda suurt koormust. Seetõttu ei ole vaja liiga tugevat täitematerjali, mis hoiaks konstruktsiooni koos.

Selleks kasutatava täitematerjali tihedus võib olla umbes 10-20%. Nii saate säästa materjali ning teha vajalikku eesmärki, ilma et see tekitaks teile probleeme.

Parim muster, mida selle stsenaariumi puhul kasutada, oleks jooned või siksak. Need mustrid hoiavad struktuuri koos, andes selleks vajaliku tugevuse. Kuna need on väga lihtsad mustrid, saab neid hõlpsasti printida ja see vähendab üldist printimisaega.

Mõned inimesed soovitavad suuremate väljatrükkide puhul kasutada isegi 5% täitematerjali, kuid veenduge, et kasutate Lines täitematerjali mustrit. Võite lisada rohkem perimeetreid või suurendada seina paksust, et lisada mudelile veidi tugevust.

Vaadake allpool olevat 3D-trükki, mille on teinud Redditi kasutaja.

7 tundi koos 5% täitematerjaliga ender3-st

Standardsed 3D mudelid

Need on prinditud mudelid, mida kasutatakse pärast printimist peale näituse. Need prindid nõuavad rohkem tugevust võrreldes eelnevaga ja peaksid olema võimelised taluma mõõdukat koormust. See tähendab, et täidise tihedust tuleks suurendada umbes 15-50% ulatuses.

Selleks sobivad sellised mustrid nagu triheksagoonid, ruudustik või kolmnurgad. Need mustrid on veidi keerulisemad kui jooned ja siksakid. Seega nõuab nende mustrite trükkimine rohkem aega. Tegelikult kulub nende mustrite trükkimiseks 25% rohkem aega kui eelmiste mustrite puhul.

Võite jagada ja uurida iga mustri omadusi, sest ka neil on omavahel väikesed erinevused. Ruudustiku struktuur on kõigist kolmest kõige lihtsam ja nõrgim. Kuna tegemist on lihtsa ruudustikuga, saab seda ülejäänud mustritega võrreldes kiiresti välja trükkida.

Kolmnurkse mustri suur eelis on selle võime kanda koormust, kui seda rakendatakse seintele risti. Kolmnurkset mustrit saab kasutada mudeli väikeste ristkülikukujuliste omadustega piirkondades, kuna see muster loob sellises olukorras rohkem seoseid seintega võrreldes ruudustikuga.

Kolmik-eksagoon on kolmest kõige tugevam ja selles on kombineeritud nii kolmnurgad kui ka kuusnurgad. Kuueksaani kaasamine võrgusilma muudab selle palju tugevamaks. See on ilmne sellest, et mesilased kasutavad oma võrgusilma jaoks sama hulknurka.

Kolmeheksaanilise võrgusilma teine eelis on see, et see kannatab võrreldes teistega vähem struktuurikahjustusi, mis on tingitud kehvast jahutusest. See on tingitud sellest, et kõik servad selles mustris on ülejäänud servadega võrreldes lühikesed, mis jätab väikese pikkuse paindumiseks ja deformatsiooniks.

Funktsionaalsed 3D mudelid

Need on trükitud mudelid, mis on valmistatud selleks, et täita oma eesmärki. Seda saab kasutada tugimudelitena või varuosadena.

Funktsionaalsed 3D-mudelid peavad olema suure tugevusega ja hea kandevõimega. See tähendab, et see peaks sisaldama täitematerjali, mis vastab nendele nõuetele. Selleks peaks täitematerjali tihedus olema umbes 50-80%.

Parimad täitemustrid, mis näitavad neid kandevõimet, on kaheksakandiline, kuubiline, kuubiline alajaotus, güroid jne. Kaheksakandiline muster on korduv tetraeedriline struktuur, mis annab seintele tugevuse ühtlaselt enamikus suundades.

Parim muster, mis suudab toime tulla mis tahes suunast lähtuva pingega, on güroid. Sellel on kolmemõõtmeline lainestruktuur, mis on sümmeetriline igas suunas. Seetõttu on see muster tugev kõikides suundades.

Güroidne struktuur näitab erakordset tugevust madala tiheduse juures. See on looduslikult esinev struktuur, mida leidub liblikate tiibades ja mõnede rakkude membraanides.

Paindlikud mudelid

Paindlikkuse saavutamiseks tuleb kaaluda täitematerjali trükkimiseks kasutatavat materjali. Parim lahendus oleks siinkohal kasutada selleks PLA-d.

Täidise tihedus võib olla 0-100%, sõltuvalt sellest, kui palju paindlikkust vajate. Selleks on saadaval erinevad mustrid: kontsentriline, rist, cross3D jne.

Concentric on täitemuster, mis oleks kontuuri lainetuse sarnane muster. See oleks kontuuri kontsentrilised koopiad, mis moodustavad täitemustri. Teine muster selleks otstarbeks on cross. See on 2D ruudustik, mis laseb ruumi vahel keerata ja painutada.

Kontsentrilised ja 2D mustrid on väga paindlikud, kuid kui soovite midagi, mis on ka veidi jäik, siis on parim valik kasutada mustrit nimega rist 3D. Sellel täitematerjalil on kalle läbi z-telje, kuid jääb 2D-tasandi kihis samaks.

Täitmise eelised

Suurendab printimise kiirust

Kuna täitematerjal on korduv kolmemõõtmeline muster, on seda lihtne printida. 3D-printer trükib kihtidena ja iga kiht koosneb 2 põhiosast: täitematerjal ja kontuur. Kontuur on kihi ümbermõõt, millest saab trükitud mudeli väliskest või seinad.

Kihtide trükkimisel vajab kontuuri printimine suurt täpsust, kuna see määratleb objekti kuju. Samal ajal saab täitemustrit, mis on korduv muster, printida ilma eelneva täpsuseta. See tähendab, et seda saab kiiresti edasi-tagasi liikudes printida.

Madal materjalikulu

Mudeli trükkimiseks kasutatav materjal on kõige suurem, kui see on trükitud puhta tahke materjalina seestpoolt. Seda nimetatakse täitematerjaliks, mille täitetihedus on 100%. Me saame vähendada materjali kasutamist 3D-mudeli trükkimiseks, kasutades sobivat täitematerjali. Me saame valida täitetiheduse vastavalt oma vajadustele.

Erinevad mustrid, mida valida

Täitematerjaliks on võimalik valida palju mustreid, see annab meile võimaluse valida vastavalt meie vajadusele. Erinevatel mustritel on erinevad omadused ja me saame neid vastavalt kasutada. Mustri valikul võetakse sageli arvesse järgmisi tegureid.

• Mudeli kuju - Sa võid valida objekti jaoks mis tahes mustri. Optimaalne lahendus oleks siin valida see, mis annab maksimaalse tugevuse kõige väiksema materjalikogusega antud mudeli kuju jaoks. Kui sa teed ümmarguse või silindrilise lahenduse, siis parim muster selle kooshoidmiseks oleks valida kontsentriline muster nagu archi või octa.
• Paindlikkus - kui te ei ole tugevuse või jäikuse taga, siis peate valima täitemustri, mis võimaldab paindlikkust, nagu kontsentrilised mustrid, rist või rist 3D. On mustreid üldise paindlikkuse jaoks ja selliseid, mis on mõeldud paindlikkuse jaoks konkreetses mõõtmes.
• Mudeli tugevus - mustrid mängivad suurt rolli mudeli tugevuse määramisel. Mõned mustrid, nagu güroid, kuubik või oktett, on üsna tugevad. Need mustrid võivad anda mudelile suurema tugevuse kui teised mustrid sama täitetiheduse juures.
• Materjali kasutamine - olenemata täitematerjali tihedusest on mõned mustrid kavandatud nii, et need on tihedalt kokku pandud, samas kui mõned on lõdvalt seotud, andes palju vaba ruumi.

Täitematerjalide tõhus kasutamine

Täidise trükkimise nurk

Täidise trükkimisel tuleb arvestada erinevaid asju. Üks selline asi on nurk, mille all täidis trükitakse.

Kui märkate, siis enamiku väljatrükkide puhul on trükinurk alati 45. See on tingitud sellest, et 45-kraadise nurga puhul töötavad nii X- kui ka Y-mootorid võrdse kiirusega. See suurendab täidise valmimise kiirust.

Mõnikord satute olukorda, kus täidise nurga muutmine võib hoida mõned nõrgad osad tugevamana. Kuid nurga muutmine vähendaks kiirust. Parim lahendus selle probleemi vältimiseks on mudeli paigutamine õigesse joondusse täidisega viilimisprogrammis endas.

Täitematerjalide kattumine

Saate saavutada täidise tugevama seotuse seinaga, suurendades täidise kattuvuse väärtust. Täite kattuvus on parameeter, mille suurendamisel suureneb täidise ja kontuuri siseseina lõikumine.

Astmeline ja järkjärguline täitmine

Kui soovite, et täidis püsiks tugevamalt 3D-trüki seinte suunas, siis on parim viis seda teha gradient-täite abil. Gradient-täite puhul muutub täidise tihedus läbi XY-tasandi. Täite tihedus muutub suuremaks, kui läheneme mudeli piirjoonele.

See on üks kõige tõhusam viis mudelile suurema tugevuse lisamiseks. Selle lähenemisviisi ainus puudus on see, et see võtab rohkem aega trükkimiseks.

On olemas sarnane trükkimise tüüp, mida nimetatakse järkjärguliseks täiteks, mille puhul täitetihedus muutub läbi Z-telje.

Täidise paksus

Suurema tugevuse ja jäikuse saavutamiseks kasutage paksu täitematerjali. Väga õhukese täitematerjali trükkimine muudab konstruktsiooni koormuse all kahjustustele vastuvõtlikuks.

Mitmekordne täitematerjalide tihedus

Mõned uued 3D-trükitarkvarad on varustatud võimsate vahenditega, millega saab ühe mudeli täitetihedust mitu korda muuta.

Selle meetodi üks peamisi eeliseid on materjali arukas kasutamine kohtades, mis vajavad mudelis tugevust. Siin ei pea kasutama suurt täitetihedust läbi kogu mudeli, et hoida tugevalt vaid ühte osa printimisest.