Les motifs de remplissage sont parfois négligés dans l'impression 3D parce qu'ils ne sont qu'une partie des nombreux paramètres de vos impressions. Il existe plusieurs motifs de remplissage, mais en regardant la liste, je me suis demandé quel était le meilleur motif de remplissage dans l'impression 3D.

Le meilleur modèle de remplissage pour l'impression 3D est une forme hexagonale telle que Cubic si vous recherchez un bon équilibre entre vitesse et résistance. Lorsque vous déterminez la fonction de votre pièce imprimée en 3D, le meilleur modèle de remplissage varie. Pour la vitesse, le meilleur modèle de remplissage est le modèle Lines, tandis que pour la résistance, c'est le modèle Cubic.

Les motifs de remplissage sont un peu plus complexes que je ne l'avais imaginé, c'est pourquoi je vais détailler les bases de chaque motif de remplissage, ainsi que les motifs que les gens considèrent comme les plus forts, les plus rapides et ceux qui sont les plus performants dans l'ensemble.

Quels sont les types de motifs de remplissage ?

Si l'on considère Cura, le logiciel de découpage en tranches le plus populaire, voici les options de motifs de remplissage qu'il propose, ainsi que des illustrations et des informations utiles.

• Grille
• Lignes
• Triangle
• Tri-hexagonal
• Cubique
• Subdivision cubique
• Octet
• Quart de cube
• Concentrique
• ZigZag
• Croix
• Cross3D
• Gyroïde

Qu'est-ce que le remplissage de grilles ?

Ce motif de remplissage est un motif croisé qui crée deux séries de lignes perpendiculaires, formant des carrés au milieu.

• Grande force dans le sens vertical
• Bonne résistance dans la direction des lignes formées
• Plus faible dans la direction diagonale
• Permet d'obtenir une surface lisse de bonne qualité

Qu'est-ce que le remplissage linéaire/rectiligne ?

Le motif Lignes crée plusieurs lignes parallèles à travers votre objet, avec des directions alternées par couche. En gros, une couche a des lignes qui vont dans un sens, puis la couche suivante a des lignes qui vont dans l'autre sens. Cela ressemble beaucoup au motif Grille, mais il y a une différence.

• Généralement faible dans la direction verticale
• Très faible dans le sens horizontal, sauf dans le sens des lignes
• C'est le meilleur modèle pour obtenir une surface lisse.

Un exemple de différence entre les lignes et la grille est illustré ci-dessous, où les directions de remplissage sont par défaut à 45° & ; -45°.

Remplissage linéaire (rectiligne) :

Couche 1 : 45° - direction diagonale droite

Couche 2 : -45° - direction diagonale gauche

Couche 3 : 45° - direction diagonale droite

Couche 4 : -45° - direction diagonale gauche

Remplissage de la grille :

Couche 1 : 45° et -45°.

Couche 2 : 45° et -45°.

Couche 3 : 45° et -45°.

Couche 4 : 45° et -45°.

Qu'est-ce que le Triangle Infill ?

Il s'agit d'un motif de remplissage où trois séries de lignes sont créées dans des directions différentes pour former des triangles.

• Possède une force égale dans chaque direction horizontale
• Grande résistance au cisaillement
• Problèmes d'interruption de l'écoulement, de sorte que les densités de remplissage élevées ont une faible résistance relative.

Qu'est-ce que le remplissage tri-hexagonal ?

Ce motif de remplissage présente un mélange de triangles et de formes hexagonales, répartis sur l'ensemble de l'objet, en créant trois séries de lignes dans trois directions différentes, mais de manière à ce qu'elles ne se croisent pas au même endroit les unes les autres.

• Très fort dans le sens horizontal
• Résistance égale dans chaque direction horizontale
• Grande résistance au cisaillement
• Nécessite de nombreuses couches de peau supérieure pour obtenir une surface uniforme

Qu'est-ce que le remplissage cubique ?

Le motif Cubic crée des cubes qui sont titrés et empilés, créant ainsi un motif tridimensionnel. Ces cubes sont orientés de manière à être posés sur des coins, de sorte qu'ils peuvent être imprimés sans déborder sur les surfaces internes.

• Résistance égale dans toutes les directions, y compris verticalement
• Assez bonne résistance générale dans toutes les directions
• Le rembourrage est réduit avec ce modèle car il ne crée pas de longues poches verticales.

Qu'est-ce que l'aménagement de lotissements cubiques ?

Le modèle de subdivision cubique crée également des cubes et un modèle tridimensionnel, mais il crée des cubes plus grands vers le milieu de l'objet, de manière à ce que les zones les plus importantes pour la résistance soient bien remplies, tout en économisant du matériau là où le remplissage est le moins efficace.

Il s'agit de créer une série de 8 cubes subdivisés, puis les cubes qui frappent les murs sont subdivisés jusqu'à ce que la distance de la ligne de remplissage soit atteinte.

• Le meilleur et le plus solide des motifs en termes de poids et de temps d'impression (rapport résistance/poids)
• Résistance égale dans toutes les directions, y compris verticalement
• Réduit également les effets de l'oreiller
• L'augmentation de la densité de remplissage signifie que le remplissage ne doit pas transparaître à travers les murs.
• Nombreuses rétractions, ne convient pas pour les matériaux flexibles ou moins visqueux (coulants).
• Le temps de tranchage est relativement plus long

Qu'est-ce que le remplissage d'octets ?

Le motif de remplissage Octet est un autre motif tridimensionnel qui crée un mélange de cubes et de tétraèdres réguliers (pyramide triangulaire). Ce motif produit de temps en temps plusieurs lignes de remplissage adjacentes les unes aux autres.

• A un cadre interne solide, en particulier là où les lignes adjacentes se trouvent.
• Les modèles d'épaisseur moyenne (environ 1cm/0.39″) ont une bonne résistance.
• Les effets d'oreiller sont également réduits car de longues poches d'air verticales ne sont pas créées.
• Produit des surfaces de mauvaise qualité

Qu'est-ce que le remplissage en quart de cube ?

Le quart de cube est un peu plus complexe à expliquer, mais il est assez similaire au remplissage de l'octuor. Il s'agit d'un motif tridimensionnel ou d'une tessalité (disposition étroite de formes) composé de tétraèdres et de tétraèdres raccourcis. Tout comme l'octuor, il place également plusieurs lignes de remplissage adjacentes de temps à autre.

• Les charges lourdes dissolvent le poids de la structure interne.
• Le cadre est orienté dans deux directions différentes, ce qui les rend individuellement faibles.
• Grande résistance relative pour les modèles de faible épaisseur (quelques mm)
• Réduction de l'effet d'oreiller pour les couches supérieures car de longues poches d'air verticales ne sont pas produites.
• La distance de pontage de ce modèle est longue, ce qui peut avoir un effet négatif sur la qualité de la surface supérieure.

Qu'est-ce que le remplissage concentrique ?

Le motif de remplissage concentrique crée simplement une série de bordures intérieures parallèles au périmètre de votre objet.

• Avec une densité de remplissage de 100 %, il s'agit du modèle le plus solide, car les lignes ne se croisent pas.
• Idéal pour les impressions flexibles car il est faible et uniforme dans toutes les directions horizontales.
• Plus de force dans le sens vertical que dans le sens horizontal
• Modèle de remplissage le plus faible si l'on n'utilise pas une densité de remplissage de 100 %, car il n'y a pas de résistance horizontale.
• La densité de remplissage de 100 % fonctionne mieux avec les formes non circulaires

Qu'est-ce que le remplissage en zigzag ?

Le motif Zigzag crée simplement le même motif que celui dont il porte le nom. Il est très similaire au motif Lignes, mais la différence est que les lignes sont reliées en une seule longue ligne, ce qui réduit les interruptions de flux. Principalement utilisé dans les structures de soutien.

• Lorsque l'on utilise une densité de remplissage de 100 %, ce motif est le deuxième plus fort.
• Meilleur pour les formes circulaires que pour le motif concentrique à un pourcentage de remplissage de 100%.
• L'un des meilleurs motifs pour une surface lisse, car la distance entre les lignes est très faible.
• A une faible résistance dans le sens vertical car les couches ont des points de liaison inadéquats.
• Très faible dans la direction horizontale, en dehors de la direction dans laquelle les lignes sont orientées
• Mauvaise résistance au cisaillement, donc rupture rapide sous une charge

Qu'est-ce que le Cross Infill ?

Le motif de remplissage Cross est un motif peu orthodoxe qui crée des courbes avec des espaces entre elles, reproduisant des formes en croix à l'intérieur d'un objet.

• Modèle idéal pour les objets flexibles, car il est soumis à une faible pression uniforme dans toutes les directions.
• Les longues lignes droites ne sont pas produites dans la direction horizontale, de sorte qu'il n'y a pas de points forts.
• Ne présente aucune rétraction, ce qui facilite l'impression de documents souples.
• Plus fort dans le sens vertical que dans le sens horizontal

Qu'est-ce que le Cross 3D Infill ?

Le motif de remplissage Cross 3D crée ces courbes avec des espaces entre elles, reproduisant les formes en croix à l'intérieur de l'objet, mais il émet également des impulsions le long de l'axe Z, ce qui l'affaiblit dans la direction verticale.

• Permet d'obtenir une consistance homogène à l'horizontale et à la verticale, ce qui constitue le meilleur modèle pour les produits flexibles.
• Il n'y a pas de longues lignes droites et il est donc faible dans toutes les directions.
• Ne produit pas non plus de rétractations
• Le découpage est relativement long

Qu'est-ce que le Gyroid Infill ?

Le motif de remplissage Gyroid crée une série de vagues dans des directions alternées.

• Également solide dans toutes les directions, mais pas le modèle de remplissage le plus solide
• Idéal pour les matériaux flexibles, mais produit un objet moins mou que le Cross 3D.
• Bonne résistance au cisaillement
• Crée un volume unique qui permet aux fluides de s'écouler, ce qui est idéal pour les matériaux dissolubles.
• Le temps de tranchage est long et les fichiers G-Code sont volumineux.
• Certaines imprimantes peuvent avoir du mal à suivre le rythme des commandes G-Code par seconde, en particulier sur les connexions série.

Quel est le meilleur schéma de remplissage pour Strength (Cura) ?

De nombreuses personnes se disputent pour savoir quel est le meilleur motif de remplissage en termes de résistance. Ces motifs de remplissage consistent en une résistance élevée dans plusieurs directions et sont généralement classés dans la catégorie des motifs tridimensionnels.

Les meilleurs candidats que les gens ont lancés sont généralement.. :

• Cubique
• Gyroïde

Heureusement, la liste est assez courte et vous n'aurez pas à en parcourir beaucoup pour trouver votre bonheur. Je vais passer en revue chaque modèle de remplissage pour vous aider à choisir. Honnêtement, d'après mes recherches, il n'y a pas de grande différence de résistance entre ces modèles, mais l'un d'entre eux a l'avantage sur l'autre.

Cubique

Cubic est excellent en raison de sa résistance uniforme dans toutes les directions. Il est connu comme un motif de remplissage solide par Cura lui-même et a un certain nombre de variations qui montrent à quel point il est utile en tant que motif de remplissage.

Pour la résistance structurelle pure, Cubic est très respecté et apprécié par les utilisateurs d'imprimantes 3D.

Il peut souffrir d'un gauchissement des coins en fonction de votre modèle, mais il s'imprime généralement de manière très lisse.

Gyroïde

Le test de résistance à l'écrasement réalisé par CNC Kitchen a montré que le motif de remplissage Gyroid avait une charge de rupture d'exactement 264 kg pour une densité de remplissage de 10 % dans les directions perpendiculaire et transversale.

En termes de temps d'impression, on constate une augmentation d'environ 25 % par rapport au motif Lines. Les temps d'impression de Cubic et Gyroid sont très similaires.

Il utilise plus de matériaux que Cubic, mais il est plus sujet à des problèmes d'impression tels que des couches qui ne s'empilent pas.

La grande résistance au cisaillement, la résistance à la flexion et le faible poids de ce motif de remplissage en font un choix idéal par rapport à la plupart des autres motifs, non seulement en raison de sa grande résistance, mais aussi parce qu'il convient parfaitement aux impressions flexibles.

Des tests de résistance spécifiques menés par Cartesian Creations ont montré que le motif de remplissage le plus résistant était Gyroid, comparé à 3D Honeycomb (motif Simplify3D similaire à Cubic) et Rectilinear.

Il a montré que le modèle Gyroid est très efficace pour absorber les contraintes, avec 2 parois, une densité de remplissage de 10 % et 6 couches inférieures et supérieures. Il a constaté qu'il était plus solide, qu'il utilisait moins de matériau et qu'il s'imprimait plus rapidement.

Le choix vous appartient, mais j'opterais personnellement pour le modèle Cubic si je veux une force portante maximale. Si vous voulez de la force, mais aussi de la souplesse et des impressions plus rapides, Gyroid est le modèle qu'il vous faut.

CNC Kitchen a constaté que le facteur principal était le nombre de murs et leur épaisseur, mais il a toujours une influence significative.

Il l'a découvert en testant un certain nombre de remplissages, de densités et d'épaisseurs de paroi différents et a constaté l'importance de l'épaisseur de la paroi.

Cette hypothèse est également étayée par un article écrit en 2016 sur les effets des motifs de remplissage sur la résistance à la traction, qui explique que les différents motifs de remplissage présentent une différence de résistance à la traction de 5 % au maximum, ce qui signifie que le motif seul ne fait pas une grande différence.

Bien que la résistance à la traction ne soit pas la seule résistance recherchée, cela ne signifie pas que les motifs de remplissage ne peuvent pas faire une différence de plus de 5 % en termes de fonctionnalité.

Quel est le motif de remplissage le plus rapide ?

Si nous cherchons le meilleur motif de remplissage pour la rapidité, les facteurs évidents sont les motifs qui ont les lignes les plus droites, le moins de mouvement et le moins de matériel utilisé pour l'impression.

Il s'agit d'une question assez facile à déterminer lorsque l'on pense aux choix de modèles qui s'offrent à nous.

Le meilleur motif de remplissage pour la vitesse est le motif Lignes ou Rectiligne, qui est le motif de remplissage par défaut dans Cura. Les motifs avec le plus de changements de direction prennent généralement plus de temps à imprimer, donc les lignes droites s'impriment le plus rapidement avec une grande rapidité.

Lorsque nous examinons le facteur important de la rapidité et de l'utilisation d'un minimum de matériau, nous nous intéressons au paramètre du meilleur rapport résistance/poids, c'est-à-dire, en termes de résistance et de poids, au modèle de remplissage qui présente la meilleure résistance par rapport à la quantité de remplissage utilisée.

Nous ne voudrions pas nous contenter d'utiliser le moins de matériau possible et d'avoir un objet qui se désagrège facilement.

Des tests ont été effectués sur ce paramètre, et CNC Kitchen a constaté que le motif rectiligne normal ou les lignes présentent l'un des meilleurs rapports résistance/poids et utilisent le moins de matériau. Le motif de subdivision cubique est un autre candidat à l'utilisation du moins de matériau. Il crée un remplissage de haute densité autour des murs et plus bas au milieu.

C'est un motif parfait à utiliser par défaut pour vos impressions, sauf lorsque vous avez un objectif spécifique de fonctionnalité et de résistance. Non seulement le motif Lines ou Cubic Subdivision s'imprime très rapidement, mais il utilise une faible quantité de remplissage et a une bonne résistance.

Quel est le meilleur motif de remplissage pour les impressions 3D flexibles ?

Les meilleurs motifs de remplissage pour les TPU et les matériaux flexibles sont les suivants :

• Concentrique
• Croix
• Cross 3D
• Gyroïde

En fonction de votre modèle, il y aura un modèle idéal pour vos impressions 3D flexibles.

Comme indiqué précédemment, le modèle concentrique fonctionne mieux avec une densité de remplissage de 100 %, mais surtout pour les objets non circulaires. Il présente une assez bonne résistance verticale mais une faible résistance horizontale, ce qui lui confère des caractéristiques de flexibilité.

Les motifs Cross et Cross 3D exercent une pression uniforme de tous les côtés, mais le Cross 3D ajoute également l'élément de direction verticale, mais il prend plus de temps à trancher.

Le Gyroid est idéal lorsque vous utilisez des remplissages de faible densité et est utile pour plusieurs raisons : il offre des temps d'impression rapides, une grande résistance au cisaillement, mais il est globalement moins flexible que les autres motifs flexibles.

Si vous recherchez le meilleur modèle de remplissage pour la compression, Gyroid est l'un des meilleurs choix.

Quelle est l'importance de la densité ou du pourcentage de remplissage ?

Lorsque vous survolez le paramètre " Densité de remplissage " dans Cura, vous voyez qu'il affecte les couches supérieures, les couches inférieures, la distance entre les lignes de remplissage, les motifs de remplissage et le chevauchement des remplissages.

La densité/pourcentage de remplissage a un impact significatif sur la résistance de la pièce et le temps d'impression.

Plus le pourcentage de remplissage est élevé, plus la pièce sera résistante, mais à des densités de remplissage supérieures à 50 %, elles perdent beaucoup de leur importance en termes de résistance supplémentaire.

La différence entre la densité de remplissage que vous définissez dans Cura a une grande incidence sur ce qu'elle modifie dans la structure de votre pièce.

Vous trouverez ci-dessous un exemple visuel d'une densité de remplissage de 20 % par rapport à 10 %.

Une densité de remplissage plus élevée signifie que les lignes de remplissage seront placées plus près les unes des autres, ce qui signifie qu'un plus grand nombre de structures travailleront ensemble pour donner de la résistance à la pièce.

On peut imaginer qu'il est beaucoup plus facile d'essayer de briser un produit de faible densité qu'un produit de forte densité.

Il est important de savoir que la densité de remplissage varie considérablement dans la façon dont elle affecte une pièce en raison des différences dans les modèles de remplissage.

Fondamentalement, le passage d'un taux de remplissage de 10 % à 20 % pour un motif Lines ne sera pas le même que pour un motif Gyroid.

La plupart des motifs de remplissage ont un poids similaire avec la même densité de remplissage, mais le motif Triangle a montré une augmentation de près de 40 % du poids total.

C'est pourquoi les personnes qui utilisent le modèle de remplissage Gyroid n'ont pas besoin de pourcentages de remplissage aussi élevés, tout en obtenant un niveau respectable de résistance de la pièce.

Les faibles densités de remplissage peuvent entraîner des problèmes tels que la non connexion des murs au remplissage et la création de poches d'air, en particulier dans le cas de motifs comportant de nombreux croisements.

Vous pouvez obtenir une sous-extrusion lorsqu'une ligne de remplissage croise une autre ligne en raison d'interruptions de flux.

Cura explique que l'augmentation de la densité de remplissage a les effets suivants :

• Renforce l'ensemble de vos empreintes
• Les couches supérieures sont mieux soutenues, ce qui les rend plus lisses et étanches à l'air.
• Réduit les problèmes de dépannage tels que la formation de coussins
• Nécessite plus de matériel, ce qui le rend plus lourd que la normale
• L'impression prend beaucoup plus de temps en fonction de la taille de l'objet.

La densité de remplissage a donc une importance certaine lorsque nous examinons la résistance, l'utilisation des matériaux et le calendrier de nos impressions. Il y a généralement un bon équilibre à trouver entre les pourcentages de remplissage, qui se situent entre 10 et 30 % en fonction de l'utilisation que vous souhaitez faire de la pièce.

Les pièces esthétiques ou destinées à être regardées nécessitent une densité de remplissage beaucoup plus faible car elles ne requièrent pas de résistance. Les pièces fonctionnelles nécessitent une densité de remplissage plus élevée (jusqu'à 70%), afin de pouvoir supporter la charge sur une longue période de temps.

Meilleur motif de remplissage pour le filament transparent

De nombreuses personnes aiment utiliser le motif de remplissage Gyroid pour le filament transparent, car il donne un aspect cool. Le motif de remplissage Cubic ou Honeycomb est également parfait pour les impressions 3D transparentes. Le meilleur remplissage pour les impressions transparentes est généralement 0 % ou 100 % pour que le modèle soit plus clair.

Voici un exemple du motif de remplissage Gyroid dans une impression 3D en PLA clair. Un utilisateur a indiqué qu'il utilisait également Gyroid avec une densité de remplissage de 15 %.

L'impression 3D permet d'obtenir un motif original grâce à une plaque transparente avec remplissage.

Regardez la vidéo ci-dessous pour un excellent aperçu de l'impression 3D de filaments transparents.