Cal é o mellor patrón de recheo para a impresión 3D?

Roy Hill 15-07-2023
Roy Hill

Os patróns de recheo ás veces pasan por alto na impresión 3D porque é só unha parte de moitas opcións de configuración das túas impresións. Hai varios patróns de recheo, pero ao revisar a lista, pregunteime para min mesmo, que patrón de recheo é o mellor na impresión 3D?

O mellor patrón de recheo para a impresión 3D é unha forma hexagonal como Cubic. se buscas un bo equilibrio de velocidade e forza. Cando determinas a función da túa peza impresa en 3D, o mellor patrón de recheo variará. Para a velocidade, o mellor patrón de recheo é o patrón de liñas, mentres que para a forza, cúbico.

Hai un pouco máis de patróns de recheo do que pensei, así que entrarei en máis detalles sobre os conceptos básicos. de cada patrón de recheo, así como que patróns ven a xente como o máis forte, o máis rápido e o gañador completo.

    Que tipos de patróns de recheo hai?

    Cando miramos a Cura, o software de corte máis popular que existe, aquí están as opcións de patróns de recheo que teñen, xunto con algunhas imaxes e información útil.

    • Grid
    • Lines
    • Triángulo
    • Tri-Hexagonal
    • Cúbico
    • Subdivisión cúbica
    • Octeto
    • Cuarto cúbico
    • Concéntrico
    • ZigZag
    • Cross
    • Cross3D
    • Gyroid

    Que é Grid Infill?

    Este patrón de recheo ten un patrón cruzado que crea dous conxuntos perpendiculares de liñas, formando cadrados nosó se busca forza, polo que isto non significa que os patróns de recheo non poidan marcar unha diferenza superior ao 5 % en canto á funcionalidade.

    Cal é o patrón de recheo máis rápido para a velocidade?

    Se facemos están a buscar o mellor patrón de recheo para a velocidade, os factores claros aquí son cales son os patróns que teñen máis liñas rectas, menos movemento e menos material utilizado para a impresión.

    Este é bastante sinxelo de determinar cando pensamos sobre as opcións de patrón que temos.

    O mellor patrón de recheo para a velocidade é o patrón Liñas ou Rectilíneo, que é o patrón de recheo predeterminado en Cura. Os patróns con máis cambios direccionais adoitan tardar máis en imprimirse, polo que as liñas rectas imprimen o máis rápido con gran velocidade.

    Cando observamos o factor importante na velocidade e empregamos menos material, observamos o parámetro da mellor relación resistencia por peso. Isto significa, en termos de resistencia e peso, que patrón de recheo ten a mellor cantidade de resistencia en relación coa cantidade de recheo que se utiliza.

    Non queremos simplemente usar o mínimo material e ter un obxecto que desfaise con facilidade.

    Realmente realizáronse probas sobre este parámetro, onde CNC Kitchen descubriu que o patrón rectilíneo ou de liñas normal ten unha das mellores relacións de resistencia por peso e utiliza a menor cantidade de material. . O patrón de subdivisión cúbica é outro candidato para usar o mínimo material. Crearecheo de alta densidade ao redor das paredes e inferior no medio.

    É un patrón perfecto para ter como predeterminado as túas impresións, salvo cando tes un propósito específico de funcionalidade e resistencia. Non só o patrón de liñas ou a subdivisión cúbica se imprime moi rápido, senón que usa unha pouca cantidade de recheo e ten unha boa resistencia.

    Cal é o mellor patrón de recheo para impresións 3D flexibles?

    O mellor Os patróns de recheo para TPU e flexibles son:

    • Concéntricos
    • Cross
    • Cross 3D
    • Gyroid

    Según o teu modelo, haberá un patrón ideal para as túas impresións 3D flexibles.

    Como se mencionou anteriormente, o patrón concéntrico funciona mellor cunha densidade de recheo do 100 %, pero sobre todo para non obxectos circulares. Ten unha resistencia vertical bastante boa pero unha resistencia horizontal débil, o que lle dá as características flexibles. máis longo para cortar.

    O xiroide é excelente cando estás a usar recheos de menor densidade e é útil por algúns motivos. Ten tempos de impresión rápidos, gran resistencia ao cizallamento, pero é menos flexible en xeral, en comparación cos outros patróns flexibles.

    Se estás a buscar o mellor patrón de recheo para a compresión, Gyroid é unha das mellores opcións.

    Canto reche a densidade ou porcentaxeImporta?

    A densidade de recheo afecta a unha serie de parámetros importantes para a túa peza impresa en 3D. Cando pasa o rato sobre a configuración "Densidade de recheo" en Cura, mostra que afecta as capas superiores, as capas inferiores, a distancia da liña de recheo, os patróns de recheo e amp; Superposición de recheo.

    A densidade/porcentaxe de recheo ten un impacto bastante significativo na resistencia da peza e no tempo de impresión.

    Canto maior sexa a súa porcentaxe de recheo, máis forte será a súa parte, pero con densidades de recheo superiores ao 50 %, tórnanse moito menos significativos en canto a engadir máis forza.

    Ver tamén: Canto tempo podes deixar a resina sen curar nunha cuba da impresora 3D?

    A diferenza entre a densidade de recheo que definiches en Cura ten unha gran diferenza en canto ao que está a cambiar na estrutura da túa peza.

    A continuación móstrase un exemplo visual de 20 % de densidade de recheo fronte ao 10 %.

    Unha maior densidade de recheo significa que as liñas de recheo estarán máis próximas, o que significa que máis estruturas están traballando xuntas para darlle resistencia á peza.

    Pode imaxina que tentar separarse cunha densidade baixa sería moito máis doado que un cunha densidade alta.

    É importante saber que a densidade de recheo varía moito en función de como afecta a unha peza debido ás diferenzas nos patróns de recheo.

    Basicamente, un cambio de recheo do 10 % ao 20 % para un patrón de liñas non será o mesmo que o mesmo cambio cun patrón de xiroides.

    A maioría dos patróns de recheo teñen un peso similar co mesma densidade de recheo, pero oO patrón de triángulo mostrou un aumento de case un 40 % no peso total.

    É por iso que as persoas que usan o patrón de recheo Gyroid non requiren porcentaxes de recheo tan altas, pero aínda así obteñen un nivel respectable de resistencia da peza.

    As baixas densidades de recheo poden provocar problemas como que as paredes non se conecten ao recheo e que se creen bolsas de aire, especialmente con patróns que teñen moitos cruces.

    Pode quedar baixo extrusión cando unha liña de recheo cruza outra liña porque de interrupcións do fluxo.

    Cura explica que o aumento da densidade de recheo ten os seguintes efectos:

    • Reforza as túas impresións en xeral
    • Dálle un mellor soporte ás capas da superficie superior. facéndoos máis suaves e herméticos
    • Reduce problemas de resolución de problemas como a almofada
    • Require máis material, polo que é máis pesado do normal
    • Tarda moito máis tempo en imprimir dependendo do tamaño da túa obxecto

    Entón, a densidade de recheo definitivamente importa cando analizamos a forza, o uso do material e o momento das nosas impresións. Normalmente hai un bo equilibrio entre as porcentaxes de recheo, que oscila entre o 10 % e o 30 %, dependendo do que pretenda usar a peza.

    A estética ou as pezas feitas para mirar requiren moito menos recheo. densidade porque non require forza. As pezas funcionais requiren máis densidade de recheo (ata un 70%), polo que poden soportar a carga durante un longo período de tempo.tempo.

    Mellor patrón de recheo para filamentos transparentes

    A moita xente gústalle usar o patrón de recheo Gyroid para filamentos transparentes porque dá un aspecto xenial. O patrón de recheo Cubic ou Honeycomb tamén ten un excelente aspecto para impresións 3D transparentes. O mellor recheo para impresións transparentes adoita ser 0 % ou 100 % para que o modelo sexa máis claro.

    Aquí tes un exemplo do patrón de recheo Gyroid nunha impresión 3D PLA clara. Un usuario dixo que tamén usa Gyroid cunha densidade de recheo do 15 %.

    O plano claro con recheo fai un patrón xenial a partir da impresión 3D

    Mira o seguinte vídeo para ver unha excelente imaxe transparente sobre a impresión 3D. filamento.

    medio.
    • Gran forza na dirección vertical
    • Boa forza na dirección nas liñas formadas
    • Máis débil na dirección diagonal
    • Crea unha superficie superior bastante boa e lisa

    Que é liñas/recheo rectilíneo?

    O patrón de liñas crea varias liñas paralelas liñas ao longo do seu obxecto, con direccións alternativas por capa. Entón, basicamente, unha capa ten liñas que van nun sentido, despois a seguinte capa ten liñas que van no outro lado. Parece moi similar ao patrón da cuadrícula pero hai unha diferenza.

    • Normalmente débil na dirección vertical
    • Moi débil na dirección horizontal excepto na dirección das liñas
    • Este é o mellor patrón para unha superficie superior lisa

    A continuación móstrase un exemplo de como son diferentes as liñas e o patrón de cuadrícula, onde as direccións de recheo son por defecto a 45° & -45°

    Liñas (rectilíneas) de recheo:

    Capa 1: 45° – dirección diagonal dereita

    Capa 2: -45° – dirección diagonal esquerda

    Capa 3: 45° – dirección diagonal dereita

    Capa 4: -45° – dirección diagonal esquerda

    Recheo da reixa:

    Capa 1: 45° e -45 °

    Capa 2: 45° e -45°

    Capa 3: 45° e -45°

    Capa 4: 45° e -45°

    Que é o recheo de triángulos?

    Isto é bastante autoexplicativo; un patrón de recheo onde se crean tres conxuntos de liñas en direccións diferentes para formar triángulos.

    • Tenunha cantidade igual de resistencia en cada dirección horizontal
    • Gran resistencia ao cizallamento
    • Problemas coas interrupcións do fluxo polo que as altas densidades de recheo teñen unha resistencia relativa baixa

    Que é Recheo Tri-Hexagonal?

    Este patrón de recheo ten unha mestura de triángulos e formas hexagonales, intercaladas por todo o obxecto. Faino creando tres conxuntos de liñas en tres direccións diferentes, pero de forma que non se cruzan na mesma posición entre si.

    Ver tamén: Como enviar o código G á túa impresora 3D: o camiño correcto
    • Moi forte na dirección horizontal
    • Resistencia igual en cada dirección horizontal
    • Gran resistencia ao cizallamento
    • Require moitas capas de pel superior para obter unha superficie superior uniforme

    Que é Recheo cúbico?

    O patrón cúbico crea cubos titulados e apilados, creando un patrón tridimensional. Estes cubos están orientados para colocarse nas esquinas, polo que se poden imprimir sen sobrepasar as superficies internas

    • Resistencia igual en todas as direccións, incluso verticalmente
    • Resistencia xeral bastante boa en todas as direccións
    • A almofada redúcese con este patrón porque non se crean petos verticais longos

    Que é o recheo de subdivisión cúbica?

    O patrón de subdivisión cúbica tamén creou cubos e un patrón tridimensional, pero crea cubos máis grandes cara ao medio do obxecto. Isto faise así as áreas máis importantespara a resistencia ten un bo recheo, mentres garda material onde o recheo é o menos efectivo.

    A densidade de recheo debe aumentarse con este patrón porque poden ser moi baixas nas zonas medias. Funciona creando unha serie de 8 cubos subdivididos, despois os cubos que chocan contra as paredes subdividíranse ata alcanzar a distancia da liña de recheo.

    • O mellor e o patrón máis forte en termos de peso e tempo de impresión (resistencia a relación de peso)
    • Resistencia igual en todas as direccións, incluso vertical
    • Tamén reduce os efectos da almofada
    • O aumento da densidade de recheo significa que o recheo non debe mostrarse a través das paredes
    • Ten moitas retraccións, non son excelentes para materiais flexibles ou menos viscosos (momentos)
    • O tempo de corte é relativamente máis longo

    Que é o recheo de octetos?

    O patrón de recheo de octetos é outro patrón tridimensional que crea unha mestura de cubos e tetraedros regulares (pirámide triangular). Este patrón produce varias liñas de recheo adxacentes entre si cada certo tempo.

    • Ten un marco interno forte, especialmente onde as liñas adxacentes son
    • Modelos cun grosor medio (ao redor de 1 cm/ 0.39″) fan ben en termos de resistencia
    • Tamén ten efectos de almofada reducidos porque non se crean bolsas de aire longas verticais
    • Produce superficies de mala calidade

    Que é o cuarto de recheo cúbico?

    O cuarto cúbico é un poucomáis complexo na explicación, pero é bastante semellante ao Octet Infill. É un patrón ou tesalación tridimensional (disposición próxima das formas) que consiste en tetraedros e tetraedros acurtados. Do mesmo xeito que Octet, tamén coloca varias liñas de recheo adxacentes entre si de vez en cando.

    • As cargas pesadas disipan o peso da estrutura interna
    • O marco está orientado en dúas direccións diferentes, facendo débiles individualmente.
    • Gran resistencia relativa para modelos con pouco grosor (poucos mm)
    • Efecto de almofada reducido para as capas superiores porque non se producen bolsas de aire verticais longas
    • A distancia de ponte para este patrón é longa, polo que pode afectar negativamente á calidade da superficie superior

    Que é o recheo concéntrico?

    O patrón de recheo concéntrico simplemente crea unha serie de bordos internos paralelos ao perímetro do teu obxecto.

    • Con unha densidade de recheo do 100 %, este é o patrón máis forte xa que as liñas non se cruzan
    • Ideal para impresións flexibles, xa que é débil e incluso en todas as direccións horizontais.
    • Ten máis resistencia na dirección vertical que na horizontal. Non hai forza horizontal
    • A densidade de recheo do 100 % funciona mellor con formas non circulares

    Que é o recheo en zigzag?

    O patrón en zigzag simplemente crea o mesmo patrón como se lle chama.É moi semellante ao patrón Liñas, pero a diferenza é que as liñas están conectadas nunha longa liña, o que resulta en menos interrupcións de fluxo. Úsase principalmente en estruturas de apoio.

    • Cando se usa unha densidade de recheo do 100 %, este patrón é o segundo máis forte
    • Mellor para formas circulares en comparación co patrón concéntrico cunha porcentaxe de recheo do 100 %
    • Un dos mellores patróns para unha superficie superior lisa, xa que a distancia da liña é moi pequena.
    • Ten unha resistencia débil na dirección vertical xa que as capas teñen puntos de unión inadecuados. na dirección horizontal, que non sexa na dirección das liñas orientadas
    • Mala resistencia ao cizallamento, polo que falla rapidamente baixo unha carga

    Que é o relleno cruzado?

    O patrón de recheo de cruz é un patrón pouco ortodoxo que crea curvas con espazos no medio, replicando formas de cruz dentro dun obxecto.

    • Gran patrón. para obxectos flexibles xa que ten unha presión débil uniforme en todas as direccións
    • Non se producen liñas rectas longas na dirección horizontal polo que non é forte en ningún punto
    • Non ten retraccións. polo que é máis fácil imprimir materiais flexibles con
    • Máis forte en dirección vertical que horizontal

    Que é o relleno 3D cruzado?

    O patrón de recheo Cross 3D crea esas curvas con espazos no medio, replicando formas de cruz dentro do obxecto, pero tamén pulsos ao longoo eixe Z o fai máis débil na dirección vertical.

    • Crea incluso un "squishyness" tanto en dirección horizontal como vertical, o mellor patrón para flexibles
    • Non ten longa recta. liñas polo que é débil en todas as direccións
    • Tampouco produce retraccións
    • Isto leva un tempo relativamente longo en cortar

    Que é o recheo do xiroide?

    O patrón de recheo do xiroide crea unha serie de ondas en direccións alternas.

    • Igualmente forte en todas as direccións, pero non o patrón de recheo máis forte
    • Ideal para materiais flexibles, pero produce un obxecto menos blando que Cross 3D
    • Boa resistencia ao cizallamento
    • Crea un volume que permite fluír fluídos, ideal para materiais disolvebles
    • Ten un longo tempo de corte e crea ficheiros G-Code grandes
    • Algunhas impresoras poden ter dificultades para manterse ao día cos comandos G-Code por segundo, especialmente nas conexións en serie.

    Cal é o mellor patrón de recheo para a forza (Cura)?

    Atoparás moita xente discutindo cal é o mellor patrón de recheo para a forza. Estes patróns de recheo consisten nunha alta resistencia en varias direccións, normalmente clasifícanse como patróns tridimensionais.

    Os mellores candidatos que a xente lanzou normalmente son:

    • Cúbico
    • Gyroid

    Afortunadamente, é unha lista bastante curta, polo que non tes que pasar por moitos para atopar o teu axuste perfecto. Vou pasarcada patrón de recheo de forza para axudarche a decidir cal buscar. Sinceramente, polo que investiguei, non hai demasiada diferenza de forza entre estes, pero un ten a vantaxe.

    Cúbico

    Cúbico é xenial porque é uniforme a forza vén de todas as direccións. Coñécese como un patrón de recheo forte polos propios Cura e ten unha serie de variacións que mostran o útil que é como patrón de recheo.

    Por unha resistencia estrutural pura, Cubic é moi respectado e popular para as impresoras 3D. usuarios por aí.

    Pode sufrir unha deformación das esquinas salientes dependendo do teu modelo, pero xeralmente imprime moi suavemente.

    Xiroide

    Onde prevalece o xiroide é a súa resistencia uniforme no todas as direccións, así como os rápidos tempos de impresión 3D. A proba de resistencia ao "aplastamento" realizada por CNC Kitchen mostrou que o patrón de recheo Gyroid ten unha carga de fallo de exactamente 264 kg para unha densidade de recheo do 10 % tanto na dirección perpendicular como transversal.

    En termos de tempo de impresión, hai arredor de un aumento do 25% en comparación co patrón Liñas. Cubic e Gyroid teñen tempos de impresión moi similares.

    Utiliza máis material que Cubic, pero é máis propenso a problemas de impresión, como as capas que non se apilan.

    A alta resistencia ao corte, a resistencia á flexión e O baixo peso deste patrón de recheo fai que sexa unha opción ideal sobre a maioría dos outros patróns. Non só ten unha alta forza, étamén é excelente para impresións flexibles.

    Probas de resistencia específicas realizadas por Cartesian Creations descubriron que o patrón de recheo máis forte era Gyroid, en comparación co 3D Honeycomb (patrón Simplify3D similar ao Cubic) e o rectilíneo.

    Mostraron. que o patrón Gyroid é excelente para absorber tensións, en 2 paredes, 10% de densidade de recheo e 6 capas inferiores e superiores. Descubriu que era máis resistente, utilizaba menos material e imprimía máis rápido.

    A elección é túa, pero eu, persoalmente, optaría polo patrón Cubic se quero a máxima resistencia a carga. Se queres forza, xunto con flexibilidade e impresións máis rápidas, Gyroid é o patrón ideal.

    Hai outros factores que o patrón de recheo para obter a máxima resistencia. CNC Kitchen descubriu que o principal factor era o número de paredes e o grosor da parede, pero aínda ten unha influencia significativa.

    Descubriu isto probando unha serie de recheos, densidades e grosores de paredes diferentes e descubriu como un grosor de parede significativo foi.

    Esta hipótese tamén ten máis evidencia detrás cun artigo escrito en 2016 sobre os efectos dos patróns de recheo sobre a resistencia á tracción. Explica que os diferentes patróns de recheo tiñan un máximo de 5 % de diferenzas de resistencia á tracción, o que significa que o patrón por si só non fixo moita diferenza.

    Onde a principal diferenza en termos de recheo foi na porcentaxe de recheo. Aínda que, a resistencia á tracción non é

    Roy Hill

    Roy Hill é un apaixonado entusiasta da impresión 3D e un gurú da tecnoloxía cun gran coñecemento sobre todo o relacionado coa impresión 3D. Con máis de 10 anos de experiencia no campo, Roy dominou a arte do deseño e impresión 3D e converteuse nun experto nas últimas tendencias e tecnoloxías de impresión 3D.Roy é licenciado en enxeñería mecánica pola Universidade de California, Los Ángeles (UCLA), e traballou para varias empresas reputadas no campo da impresión 3D, incluíndo MakerBot e Formlabs. Tamén colaborou con varias empresas e persoas para crear produtos personalizados impresos en 3D que revolucionaron as súas industrias.Ademais da súa paixón pola impresión 3D, Roy é un ávido viaxeiro e un entusiasta do aire libre. Gústalle pasar tempo na natureza, facer sendeirismo e acampar coa súa familia. No seu tempo libre, tamén é mentor de novos enxeñeiros e comparte a súa riqueza de coñecementos sobre impresión 3D a través de varias plataformas, incluíndo o seu popular blog, 3D Printerly 3D Printing.