Täyttö on yksi tärkeimmistä asetuksista 3D-tulostuksessa, mutta mietin, kuinka paljon täytettä todella tarvitset tulostusta tehdessäsi. Olen tehnyt tutkimusta selvittääkseni hyviä täyttöprosentteja, jotka selitän tässä artikkelissa.

Tarvitsemasi täytteen määrä riippuu siitä, millaista esinettä olet luomassa. Jos teet esinettä ulkonäön eikä lujuuden vuoksi, 10-20 % täytteen pitäisi riittää. Toisaalta, jos tarvitset lujuutta, kestävyyttä ja toimivuutta, 50-80 % on hyvä määrä täytettä.

Tämän artikkelin loppuosassa käsitellään perusteellisesti, mitkä tekijät vaikuttavat siihen, kuinka paljon täytettä tarvitset 3D-tulosteisiin, ja muita vinkkejä, joita voit käyttää.

Mitä on täydennysrakentaminen?

Kun tulostat 3D-mallia, yksi asia, joka ei vaadi tarkkuutta tai huomiota, on se, miten tulostat sisätilan. Tästä syystä sinun ei tarvitse tehdä täysin kiinteää sisätilaa malliin. Siksi voit käyttää erilaista lähestymistapaa tulostaaksesi sisätilan tehokkaammin ja tehokkaammin.

Infill on kolmiulotteinen rakenne, joka tulostetaan mallin sisälle pitämään mallisi seinät tai kehä koossa. Infillin avulla tulostettuun malliin saadaan lujuutta käyttämällä vain vähän materiaalia. Se voi olla toistuva kuvio, joka helpottaa tulostamista.

Yksi täytön tärkeimmistä eduista on se, että sisätiloihin voidaan painaa eriasteisia onteloita. Tämä tekijä voidaan esittää toisella termillä, jota kutsutaan täytön tiheydeksi.

Jos täytteen tiheys on 0 %, se tarkoittaa, että tulostettu malli on täysin ontto ja 100 % tarkoittaa, että malli on sisältä täysin kiinteä. Rakenteen pitämisen lisäksi täyte määrittää myös rakenteen lujuuden.

Se, kuinka paljon täytettä tarvitaan 3D-tulostettuun malliin, riippuu yksinomaan tulostuksen tyypistä ja toiminnallisuudesta. Keskustelemme erilaisista täytteistä ja eri tarkoituksiin käytettävistä eri malleista.

Erilaiset täyttötiheydet eri tarkoituksiin

Käyttö mallina tai koriste-esineenä

Kun rakennat mallin esittelyä tai näyttelyä varten, mallin ei tarvitse olla vahva, jotta se kestäisi suuria rasituksia. Tästä syystä et tarvitse liian vahvaa täytettä pitämään rakennetta kasassa.

Täyttötiheys käytetään tähän tarkoitukseen voidaan tehdä noin 10-20%. Näin voit säästää materiaalia sekä tehdä vaadittu tarkoitus ilman antaa sinulle kysymyksiä.

Tässä tilanteessa paras kuvio on viiva- tai siksak-kuvio. Nämä kuviot pitävät rakenteen kasassa, sillä ne antavat tarvittavan lujuuden. Koska nämä kuviot ovat hyvin yksinkertaisia, ne voidaan tulostaa helposti ja ne lyhentävät kokonaistulostusaikaa.

Jotkut suosittelevat jopa 5 %:n täytön käyttämistä suuremmissa tulosteissa, mutta varmista, että käytät Lines-täytekuviota. Voit lisätä kehiä tai kasvattaa seinämän paksuutta, jotta malli saa lisää lujuutta.

Katso alla oleva Reddit-käyttäjän 3D-tuloste.

7 tuntia, kun ender3:n täytteenä on 5 %.

Standardi 3D-mallit

Nämä ovat tulostettuja malleja, joita käytetään tulostuksen jälkeen muuhun kuin näyttelyyn. Nämä tulosteet vaativat enemmän lujuutta kuin edellinen ja niiden pitäisi kestää kohtalaista rasitusta. Tämä tarkoittaa, että täytetiheyttä pitäisi lisätä noin 15-50 %:iin.

Tähän tarkoitukseen sopivat kuviot, kuten kolmiheksagonit, ruudukko tai kolmiot. Nämä kuviot ovat hieman monimutkaisempia kuin viivat ja siksakit. Siksi näiden kuvioiden tulostaminen vie enemmän aikaa. Itse asiassa näiden kuvioiden tulostamiseen kuluu 25 % enemmän aikaa kuin edellisten kuvioiden tulostamiseen.

Voit jakaa ja tutkia kunkin kuvion ominaisuuksia, sillä niissäkin on pieniä eroja keskenään. Rasterirakenne on yksinkertaisin ja heikoin kaikista kolmesta. Koska se on yksinkertainen ruudukko, se voidaan tulostaa nopeasti muihin verrattuna.

Kolmiokuvion valtava etu on sen kyky kantaa kuormaa, kun se kohdistetaan kohtisuoraan seiniin. Kolmiokuviota voidaan käyttää mallin alueilla, joilla on pieniä suorakulmaisia piirteitä, koska tämä kuvio muodostaa enemmän yhteyksiä seiniin kuin ruudukko tässä tilanteessa.

Kolmikuusikulmio on kaikista kolmesta vahvin, ja siinä on yhdistelmä sekä kolmioita että kuusikulmioita. Kuusikulmion sisällyttäminen verkkoon tekee siitä paljon vahvemman. Tämä käy ilmi siitä, että hunajakennot käyttävät samaa monikulmiota verkkoonsa.

Kolmiheksagonaalisen verkon etuna on myös se, että se kärsii vähemmän rakenteellisia vaurioita kuin muut, jotka johtuvat huonosta jäähdytyksestä. Tämä johtuu siitä, että tämän kuvion kaikki reunat ovat lyhyitä muihin verrattuna, jolloin taivutukselle ja muodonmuutokselle jää pieni pituus.

Toiminnalliset 3D-mallit

Nämä ovat tulostettuja malleja, jotka on tehty tiettyä tarkoitusta varten. Niitä voidaan käyttää tukimalleina tai varaosina.

Toiminnallisiin 3D-malleihin kohdistuu suuri lujuus, ja niillä on oltava hyvä kantavuus. Tämä tarkoittaa, että sen on sisällettävä täyte, joka täyttää nämä vaatimukset. Tätä varten täytetiheyden on oltava noin 50-80 %.

Parhaat täytekuviot, jotka tuovat esiin nämä kuormituskapasiteetin määrät, ovat oktettikuvio, kuutiokuvio, kuutiokuvioalajako, gyroidikuvio jne. Oktettikuvio on toistuva tetraedrirakenne, joka antaa seinille lujuutta tasaisesti useimpiin suuntiin.

Paras kuvio käsittelemään mistä tahansa suunnasta tulevaa rasitusta on gyroidikuvio. Sillä on kolmiulotteinen aaltomainen rakenne, joka on symmetrinen kaikkiin suuntiin. Tästä syystä tämä kuvio on vahva kaikissa suunnissa.

Gyroidirakenne osoittaa poikkeuksellista lujuutta pienellä tiheydellä. Kyseessä on luonnossa esiintyvä rakenne, jota on perhosten siivissä ja joidenkin solujen kalvoissa.

Joustavat mallit

Täytteen tulostusmateriaalia on harkittava joustavuuden saavuttamiseksi. Paras ratkaisu olisi käyttää tähän tarkoitukseen PLA:ta.

Täyttötiheys voi olla 0-100 % riippuen siitä, kuinka paljon joustavuutta tarvitset. Erilaisia tähän tarkoitukseen käytettävissä olevia kuvioita ovat mm. konsentrinen, ristikkäinen ja ristikkäinen 3D-kuvio.

Concentric on täytekuvio, joka olisi ääriviivojen kaltainen aaltoileva kuvio. Tämä olisi ääriviivojen samankeskisiä kopioita, jotka muodostavat täytteen. Toinen tarkoitukseen sopiva kuvio on cross. Tämä on 2D-ruutu, jonka väliin jää tilaa kiertämällä ja taivuttamalla.

Keskipako- ja 2D-kuviot ovat hyvin joustavia, mutta jos haluat jotain, joka on myös hieman jäykkä, paras vaihtoehto on käyttää kuviota nimeltä cross 3D. Tällä täytöllä on kaltevuus z-akselin kautta, mutta se pysyy samana 2D-tason kerroksessa.

Täydennysrakentamisen edut

Lisää tulostusnopeutta

Koska täyte on toistuva kolmiulotteinen kuvio, se on helppo tulostaa. 3D-tulostin tulostaa kerroksittain, ja jokainen kerros koostuu kahdesta pääosasta: täytteestä ja ääriviivasta. Ääriviiva on kerroksen kehä, josta tulee tulostettavan mallin ulkokuori tai seinät.

Kerrosta tulostettaessa ääriviivat vaativat paljon tarkkuutta, koska ne määrittelevät kohteen muodon. Toistuva kuvio, joka on täytekappale, voidaan tulostaa ilman aiempaa tarkkuutta. Tämä tarkoittaa, että se voidaan tulostaa nopeasti edestakaisin.

Alhainen materiaalin kulutus

Mallin tulostamiseen käytetään eniten materiaalia, kun se tulostetaan puhtaana kiinteänä sisältä. Tätä kutsutaan täytteeksi, jonka täytetiheys on 100 %. Voimme vähentää 3D-mallin tulostamiseen käytettävän materiaalin käyttöä käyttämällä sopivaa täytettä. Voimme valita täytetiheyden tarpeidemme mukaan.

Erilaisia kuvioita valittavaksi

Täyteaineeksi on valittavissa paljon erilaisia kuvioita, mikä antaa meille vaihtoehtoja, joista voimme valita tarpeemme mukaan. Eri kuvioilla on erilaisia ominaisuuksia, ja voimme käyttää niitä sen mukaisesti. Kuvio valitaan usein ottaen huomioon seuraavat tekijät-

• Mallin muoto - Voit valita minkä tahansa kuvion. Optimaalinen ratkaisu olisi valita sellainen, joka antaa maksimaalisen lujuuden pienimmällä materiaalimäärällä kyseiselle mallin muodolle. Jos olet tekemässä pyöreää tai lieriömäistä ratkaisua, paras kuvio pitämään sen kasassa olisi valita konsentrinen kuvio, kuten archi tai octa.
• Joustavuus - jos et ole lujuuden tai jäykkyyden takana, sinun on valittava täytekuvio, joka mahdollistaa joustavuuden, kuten konsentriset kuviot, ristikkäiset tai 3D-ristikkäiset kuviot. On olemassa kuviot, jotka mahdollistavat yleisen joustavuuden, ja kuviot, jotka on tarkoitettu tietyn ulottuvuuden joustavuuteen.
• Mallin vahvuus - kuvioilla on suuri merkitys mallin vahvuuden määrittämisessä. Jotkin kuviot, kuten gyroid, cubic tai octet, ovat melko vahvoja. Nämä kuviot voivat antaa mallille enemmän vahvuutta kuin muut kuviot samalla täytetiheydellä.
• Materiaalin käyttö - Täytön tiheydestä riippumatta jotkin kuviot on suunniteltu siten, että ne on pakattu tiiviisti, kun taas jotkin kuviot on sidottu löyhästi, jolloin on paljon vapaata tilaa.

Täydennysrakentamisen tehokas käyttö

Täydennysrakentamisen tulostuskulma

Täydennysrakenteita tulostettaessa on otettava huomioon useita eri asioita. Yksi tällainen asia on kulma, jossa täydennysrakenne tulostetaan.

Jos huomaat, että useimmissa tulosteissa tulostuskulma on aina 45 astetta. Tämä johtuu siitä, että 45 asteen kulmassa sekä X- että Y-moottorit toimivat yhtä nopeasti. Tämä nopeuttaa täytön valmistumista.

Joskus joudut tilanteeseen, jossa täytön kulman muuttaminen voi pitää joitakin heikkoja osia vahvempina. Mutta kulman muuttaminen vähentäisi nopeutta. Paras ratkaisu tämän ongelman välttämiseksi on sijoittaa malli oikeaan linjaan täytön kanssa itse viipalointiohjelmistossa.

Täydennysrakentamisen päällekkäisyys

Voit saada aikaan vahvemman täytön ja seinän välisen sidoksen lisäämällä täytön päällekkäisyyden arvoa. Täytön päällekkäisyys on parametri, jota suurennettaessa täytön ja ääriviivan sisäseinän välinen leikkauspiste kasvaa.

Kaltevuus ja asteittainen täyttö

Jos haluat, että täytteen pysyy vahvempana 3D-tulostuksen seinämiä kohti, paras tapa tehdä se on käyttää gradienttitäyttöä. Gradienttitäytteen täytetiheys muuttuu XY-tasossa. Täytetiheys kasvaa, kun lähestymme mallin ääriviivoja.

Tämä on yksi tehokkaimmista tavoista lisätä mallin lujuutta. Ainoa haittapuoli tässä lähestymistavassa on se, että se vie enemmän tulostusaikaa.

On olemassa samantyyppinen tulostustapa, jota kutsutaan asteittaiseksi täytteeksi ja jossa täytteen tiheys muuttuu Z-akselin kautta.

Täytön paksuus

Käytä paksua täytettä, jotta saat lisää lujuutta ja jäykkyyttä. Hyvin ohuen täytteen tulostaminen tekee rakenteesta alttiin vaurioitumaan rasituksessa.

Useita täydennysrakentamisen tiheyksiä

Joissakin uusissa 3D-tulostusohjelmistoissa on tehokkaat työkalut, joilla täytetiheyttä voidaan muuttaa useita kertoja yhdessä mallissa.

Yksi tämän menetelmän tärkeimmistä eduista on materiaalin älykäs käyttö paikoissa, joissa mallissa tarvitaan lujuutta. Tässä tapauksessa sinun ei tarvitse käyttää suurta täyttötiheyttä koko mallissa pitämään vain yhtä tulostuksen osaa vahvana.