Pola pengisi kadang-kadang diabaikan dalam pencetakan 3D, karena ini hanyalah satu bagian dari sekian banyak pengaturan untuk cetakan Anda. Ada beberapa pola pengisi, tetapi ketika melihat-lihat daftarnya, saya bertanya-tanya dalam hati, pola pengisi manakah yang terbaik dalam pencetakan 3D?

Pola pengisi terbaik untuk pencetakan 3D adalah bentuk heksagonal seperti Cubic jika Anda menginginkan keseimbangan yang baik antara kecepatan dan kekuatan. Apabila Anda menentukan fungsi bagian cetakan 3D Anda, pola pengisi terbaik akan bervariasi. Untuk kecepatan, pola pengisi terbaik adalah pola Lines, sedangkan untuk kekuatan, Cubic.

Ada lebih banyak pola infill daripada yang pertama kali saya sadari, jadi saya akan membahas lebih detail tentang dasar-dasar setiap pola infill, serta pola mana yang dianggap orang sebagai yang terkuat, tercepat, dan pemenang segalanya.

Apa Saja Jenis Pola Pengisi yang Ada?

Ketika kita melihat Cura, perangkat lunak pengiris yang paling populer di luar sana, berikut ini adalah opsi pola pengisi yang mereka miliki, bersama dengan beberapa visual dan informasi yang berguna.

• Grid
• Garis
• Segitiga
• Tri-Heksagonal
• Kubik
• Subdivisi Kubik
• Octet
• Seperempat Kubik
• Konsentris
• ZigZag
• Cross
• Cross3D
• Gyroid

Apa yang dimaksud dengan Grid Infill?

Pola infill ini memiliki pola cross-over yang menciptakan dua set garis tegak lurus, membentuk kotak di tengahnya.

• Kekuatan yang luar biasa dalam arah vertikal
• Kekuatan yang bagus pada arah pada garis yang terbentuk
• Lebih lemah pada arah diagonal
• Menciptakan permukaan atas yang cukup bagus dan halus

Apa yang dimaksud dengan Isian Garis/Bidang Bujur Sangkar?

Pola Lines membuat beberapa garis paralel di seluruh objek Anda, dengan arah yang bergantian per layer. Jadi pada dasarnya, satu layer memiliki garis-garis yang mengarah ke satu arah, kemudian layer berikutnya memiliki garis-garis yang mengarah ke arah yang berlawanan. Pola ini terlihat sangat mirip dengan pola kisi-kisi, tetapi ada perbedaannya.

• Biasanya lemah pada arah vertikal
• Sangat lemah pada arah horizontal kecuali pada arah garis
• Ini adalah pola terbaik untuk permukaan atas yang mulus

Contoh perbedaan pola Garis dan Kisi ditunjukkan di bawah ini, di mana arah pengisi adalah default pada 45° & -45°

Isian garis (bujursangkar):

Lapisan 1: 45° - arah kanan diagonal

Lapisan 2: -45° - arah kiri diagonal

Lapisan 3: 45° - arah kanan diagonal

Lapisan 4: -45° - arah kiri diagonal

Isi kisi-kisi:

Lapisan 1: 45° dan -45°

Lapisan 2: 45° dan -45°

Lapisan 3: 45° dan -45°

Lapisan 4: 45° dan -45°

Apa yang dimaksud dengan Triangle Infill?

Ini cukup jelas; pola pengisi di mana tiga set garis dibuat pada arah yang berbeda untuk membentuk segitiga.

• Memiliki jumlah kekuatan yang sama di setiap arah horizontal
• Ketahanan geser yang luar biasa
• Masalah dengan interupsi aliran sehingga kepadatan pengisi yang tinggi memiliki kekuatan relatif yang rendah

Apa yang dimaksud dengan Tri-Hexagonal Infill?

Pola infill ini memiliki campuran bentuk segitiga dan heksagonal, diselingi di seluruh objek, dan ini dilakukan dengan menciptakan tiga set garis dalam tiga arah yang berbeda, tetapi dengan cara yang tidak berpotongan pada posisi yang sama satu sama lain.

• Sangat kuat pada arah horizontal
• Kekuatan yang sama di setiap arah horizontal
• Ketahanan yang luar biasa terhadap geseran
• Membutuhkan banyak lapisan kulit atas untuk mendapatkan permukaan atas yang rata

Apa yang dimaksud dengan Cubic Infill?

Pola Kubik menciptakan kubus yang diberi judul dan ditumpuk, menciptakan pola 3 dimensi. Kubus-kubus ini diorientasikan untuk berdiri di sudut-sudut, sehingga dapat dicetak tanpa permukaan internal yang menjorok

• Kekuatan yang sama ke segala arah, termasuk secara vertikal
• Kekuatan keseluruhan yang cukup bagus di segala arah
• Bantal berkurang dengan pola ini karena tidak ada kantong vertikal yang panjang

Apa yang dimaksud dengan Cubic Subdivision Infill?

Pola Cubic Subdivision juga menciptakan kubus dan pola 3 dimensi, tetapi pola ini menciptakan kubus yang lebih besar di bagian tengah objek. Hal ini dilakukan agar area yang paling penting untuk kekuatan memiliki isian yang baik, sekaligus menghemat bahan di mana isiannya paling tidak efektif.

Kepadatan pengisi harus ditingkatkan dengan pola ini karena kepadatannya bisa sangat rendah di area tengah. Pola ini bekerja dengan membuat serangkaian 8 kubus yang dibagi lagi, kemudian kubus-kubus yang membentur dinding dibagi lagi sampai jarak garis pengisi tercapai.

• Pola terbaik dan terkuat dari segi berat dan waktu pencetakan (rasio kekuatan terhadap berat)
• Kekuatan yang sama ke segala arah, termasuk secara vertikal
• Juga mengurangi efek bantal
• Meningkatkan kepadatan pengisi berarti pengisi tidak boleh terlihat melalui dinding
• Memiliki banyak retraksi, tidak bagus untuk bahan yang lentur atau kurang kental (berair)
• Waktu mengiris relatif lebih lama

Apa yang dimaksud dengan Octet Infill?

Pola isian Octet adalah pola 3 dimensi lain yang menciptakan campuran kubus dan tetrahedra biasa (piramida segitiga). Pola ini menghasilkan beberapa garis isian yang berdekatan satu sama lain sesering mungkin.

• Memiliki bingkai internal yang kuat, terutama di mana garis-garis yang berdekatan
• Model dengan ketebalan sedang (sekitar 1cm / 0,39″) memiliki kekuatan yang baik dalam hal kekuatan
• Juga mengurangi efek bantal karena tidak tercipta kantong udara vertikal yang panjang
• Menghasilkan permukaan berkualitas buruk

Apa yang dimaksud dengan Quarter Cubic Infill?

Seperempat Kubik sedikit lebih rumit dalam penjelasannya, tetapi sangat mirip dengan Octet Infill. Ini adalah pola 3 dimensi atau tessalation (susunan bentuk yang dekat) yang terdiri dari tetrahedra dan tetrahedra yang diperpendek. Sama seperti Octet, ini juga menempatkan beberapa garis pengisi yang berdekatan satu sama lain sesering mungkin.

• Beban berat akan mendistribusikan berat ke struktur internal
• Bingkai berorientasi pada dua arah yang berbeda, membuatnya lemah secara individual.
• Kekuatan relatif yang hebat untuk model dengan ketebalan rendah (beberapa mm)
• Mengurangi efek bantal untuk lapisan atas karena kantong udara vertikal yang panjang tidak dihasilkan
• Jarak penghubung untuk pola ini panjang, sehingga dapat berdampak negatif pada kualitas permukaan atas

Apa yang dimaksud dengan Concentric Infill?

Pola pengisi Konsentris secara sederhana menciptakan serangkaian batas bagian dalam yang sejajar dengan perimeter objek Anda.

• Pada kerapatan isian 100%, ini adalah pola terkuat karena garis-garisnya tidak berpotongan
• Sangat bagus untuk cetakan yang fleksibel, karena lemah dan rata di semua arah horizontal
• Memiliki kekuatan lebih pada arah vertikal dibandingkan horizontal
• Pola pengisi terlemah jika tidak menggunakan kepadatan pengisi 100% karena kekuatan horizontal tidak ada
• Kepadatan pengisi 100% bekerja lebih baik dengan bentuk non-lingkaran

Apa yang dimaksud dengan Zigzag Infill?

Pola Zigzag hanya menciptakan pola yang sama dengan namanya. Pola ini sangat mirip dengan pola Garis, tetapi perbedaannya adalah, garis-garis dihubungkan dalam satu garis panjang, sehingga menghasilkan lebih sedikit gangguan aliran. Terutama digunakan dalam struktur pendukung.

• Apabila menggunakan 100% infill density, pola ini adalah yang terkuat kedua
• Lebih baik untuk bentuk melingkar dibandingkan dengan pola Konsentris pada persentase pengisian 100%
• Salah satu pola terbaik untuk permukaan atas yang mulus, karena jarak garisnya sangat sedikit.
• Memiliki kekuatan yang lemah pada arah vertikal karena lapisannya memiliki titik ikatan yang tidak memadai
• Sangat lemah pada arah horizontal, selain pada arah orientasi garis
• Resistensi yang buruk terhadap geseran, sehingga cepat rusak di bawah beban

Apa yang dimaksud dengan Cross Infill?

Pola Cross infill adalah pola yang tidak lazim, yang menciptakan kurva dengan spasi di antaranya, mereplikasi bentuk silang di dalam objek.

• Pola yang bagus untuk benda yang fleksibel, karena tekanannya lemah secara merata ke segala arah
• Garis lurus yang panjang tidak dihasilkan pada arah horizontal sehingga tidak kuat di titik mana pun
• Tidak memiliki retraksi apa pun, sehingga lebih mudah untuk mencetak bahan yang fleksibel dengan
• Lebih kuat dalam arah vertikal daripada horizontal

Apa yang dimaksud dengan Cross 3D Infill?

Pola infill Cross 3D menciptakan kurva-kurva dengan ruang di antaranya, mereplikasi bentuk silang di dalam objek, tetapi juga pulsa di sepanjang sumbu Z yang membuatnya lebih lemah pada arah vertikal.

• Menciptakan 'kenyal' yang merata pada arah horizontal dan vertikal, pola terbaik untuk kamera fleksibel
• Tidak memiliki garis lurus yang panjang sehingga lemah ke segala arah
• Juga tidak menghasilkan retraksi
• Ini membutuhkan waktu yang relatif lama untuk mengiris

Apa yang dimaksud dengan Gyroid Infill?

Pola pengisian Gyroid menciptakan serangkaian gelombang dengan arah yang bergantian.

• Sama kuatnya ke segala arah, tetapi bukan pola pengisi terkuat
• Sangat bagus untuk bahan yang fleksibel, tetapi menghasilkan objek yang tidak terlalu licin daripada Cross 3D.
• Ketahanan yang baik terhadap geseran
• Menciptakan satu volume yang memungkinkan cairan mengalir, bagus untuk bahan yang mudah larut
• Memiliki waktu pemotongan yang lama dan membuat file G-Code yang besar
• Sebagian printer mungkin sulit mengikuti perintah G-Code per detik, khususnya melalui koneksi serial.

Apa Pola Isi Terbaik untuk Kekuatan (Cura)?

Anda akan menemukan banyak orang yang memperdebatkan pola pengisi mana yang terbaik untuk kekuatannya. Pola pengisi ini terdiri atas kekuatan tinggi dalam berbagai arah, biasanya dikategorikan sebagai pola 3 dimensi.

Kandidat terbaik yang dilontarkan orang-orang biasanya adalah yang terbaik:

• Kubik
• Gyroid

Untungnya, daftarnya cukup pendek sehingga Anda tidak perlu melihat terlalu banyak untuk menemukan yang paling cocok. Saya akan membahas setiap pola pengisi kekuatan untuk membantu Anda memutuskan yang mana yang akan Anda pilih. Sejujurnya, dari apa yang telah saya teliti, tidak ada terlalu banyak perbedaan kekuatan di antara keduanya, tetapi salah satunya memang lebih unggul.

Kubik

Cubic sangat bagus karena kekuatannya yang merata dari segala arah. Dikenal sebagai pola pengisi yang kuat oleh Cura sendiri dan memiliki sejumlah variasi yang menunjukkan, betapa bergunanya pola ini sebagai pola pengisi.

Untuk kekuatan struktural murni, Cubic sangat dihormati dan populer di kalangan pengguna printer 3D di luar sana.

Ini bisa mengalami lengkungan sudut yang berlebihan, tergantung pada model Anda, tetapi pada umumnya hasil cetakannya sangat mulus.

Gyroid

Keunggulan gyroid adalah kekuatannya yang seragam ke segala arah, serta waktu pencetakan 3D yang cepat. Uji kekuatan 'himpitan' oleh CNC Kitchen menunjukkan pola pengisi Gyroid memiliki beban kegagalan tepat 264KG untuk kepadatan pengisi 10% pada arah tegak lurus dan melintang.

Dari segi waktu pencetakan, terdapat peningkatan sekitar 25% dibandingkan dengan pola Lines. Cubic dan Gyroid memiliki waktu pencetakan yang sangat mirip.

Ini memang menggunakan lebih banyak bahan daripada Cubic, tetapi lebih rentan terhadap masalah pencetakan, seperti lapisan yang tidak bertumpuk.

Kekuatan geser yang tinggi, ketahanan terhadap tekukan dan bobot yang ringan dari pola infill ini membuatnya menjadi pilihan ideal daripada sebagian besar pola lainnya. Tidak hanya memiliki kekuatan yang tinggi, tetapi juga bagus untuk cetakan yang fleksibel.

Uji kekuatan khusus yang dilakukan oleh Cartesian Creations menemukan bahwa pola pengisi terkuat adalah Gyroid, dibandingkan dengan 3D Honeycomb (pola Simplify3D yang mirip dengan Cubic) dan Rectilinear.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa pola Gyroid sangat bagus dalam menyerap tekanan, dengan 2 dinding, 10% kepadatan pengisi dan 6 lapisan bawah dan atas. Dia menemukan bahwa pola ini lebih kuat, menggunakan lebih sedikit bahan dan mencetak lebih cepat.

Pilihan ada di tangan Anda, tetapi saya pribadi akan memilih pola Cubic jika saya menginginkan kekuatan menahan beban maksimum. Jika Anda menginginkan kekuatan, serta fleksibilitas dan cetakan yang lebih cepat, Gyroid adalah pola yang tepat.

Ada beberapa faktor selain pola pengisi untuk kekuatan maksimum. CNC Kitchen menemukan faktor utama adalah jumlah dinding dan ketebalan dinding, tetapi masih memiliki pengaruh yang signifikan.

Dia menemukan hal ini dengan menguji sejumlah isian, kepadatan dan ketebalan dinding yang berbeda, dan menemukan betapa pentingnya ketebalan dinding.

Hipotesis ini juga memiliki lebih banyak bukti di belakangnya dengan sebuah artikel yang ditulis pada tahun 2016 tentang Pengaruh Pola Pengisi terhadap Kekuatan Tarik. Artikel tersebut menjelaskan bahwa pola pengisi yang berbeda memiliki perbedaan kekuatan tarik maksimum 5% yang berarti bahwa pola itu sendiri tidak membuat terlalu banyak perbedaan.

Perbedaan utama dalam hal infill adalah pada persentase infill. Meskipun demikian, kekuatan tarik bukanlah satu-satunya kekuatan yang dicari, jadi bukan berarti pola infill tidak dapat membuat perbedaan lebih dari 5% dari segi fungsionalitas.

Apa Pola Pengisian Tercepat untuk Kecepatan?

Jika kita melihat pola pengisi terbaik untuk kecepatan, faktor yang jelas di sini adalah pola mana yang memiliki garis paling lurus, gerakan yang lebih sedikit dan bahan yang paling sedikit digunakan untuk mencetak.

Ini adalah salah satu yang cukup mudah untuk ditentukan ketika kita memikirkan pilihan pola yang kita miliki.

Pola infill terbaik untuk kecepatan adalah pola Lines atau Rectilinear, yang merupakan pola infill default di Cura. Pola dengan perubahan arah yang paling banyak, biasanya memerlukan waktu lebih lama untuk dicetak, jadi garis lurus mencetak paling cepat dengan kecepatan tinggi.

Ketika kami melihat faktor penting dalam kecepatan dan penggunaan material yang paling sedikit, kami melihat parameter rasio kekuatan per berat yang terbaik. Ini berarti, dalam hal kekuatan dan berat, pola pengisi mana yang memiliki jumlah kekuatan terbaik sehubungan dengan berapa banyak pengisi yang digunakan.

Kami tidak ingin hanya menggunakan bahan yang paling sedikit dan memiliki benda yang mudah berantakan.

Pengujian sebenarnya telah dilakukan pada parameter ini, di mana CNC Kitchen menemukan bahwa pola Bujursangkar atau Garis normal memiliki salah satu rasio kekuatan per berat terbaik dan menggunakan bahan paling sedikit. Pola Pembagian Kubik adalah pesaing lain dalam hal penggunaan bahan paling sedikit. Pola ini menciptakan isian dengan kepadatan tinggi di sekitar dinding dan lebih rendah di bagian tengah.

Ini adalah pola yang sempurna untuk digunakan sebagai standar untuk cetakan Anda, selain apabila Anda memiliki tujuan khusus untuk fungsionalitas dan kekuatan. Tidak saja pola Lines atau Cubic Subdivision mencetak dengan sangat cepat, tetapi juga menggunakan jumlah infill yang sedikit dan memiliki kekuatan yang bagus.

Apa Pola Isian Terbaik untuk Cetakan 3D Fleksibel?

Pola pengisi terbaik untuk TPU dan fleksibel adalah:

• Konsentris
• Cross
• Cross 3D
• Gyroid

Tergantung pada model Anda, akan ada pola yang ideal untuk cetakan 3D fleksibel Anda.

Seperti yang disebutkan sebelumnya, pola Konsentris bekerja paling baik pada kepadatan isi 100%, tetapi sebagian besar untuk objek yang tidak melingkar. Pola ini memiliki kekuatan vertikal yang cukup baik tetapi kekuatan horizontal yang lemah, sehingga memberikan karakteristik yang fleksibel

Pola Cross dan Cross 3D memiliki tekanan yang merata pada semua sisi, tetapi Cross 3D juga menambahkan elemen arah vertikal, tetapi membutuhkan waktu lebih lama untuk mengirisnya.

Gyroid sangat bagus apabila Anda menggunakan isian dengan densitas yang lebih rendah dan berguna untuk beberapa alasan. Gyroid memiliki waktu pencetakan yang cepat, daya tahan yang bagus terhadap geseran, tetapi secara keseluruhan kurang fleksibel, dibandingkan pola fleksibel lainnya.

Jika Anda mencari pola pengisi terbaik untuk kompresi, maka Gyroid adalah salah satu pilihan terbaik.

Seberapa Penting Kepadatan atau Persentase Infill?

Kepadatan pengisi memengaruhi sejumlah parameter penting untuk bagian cetakan 3D Anda. Ketika Anda mengarahkan kursor ke pengaturan 'Kepadatan Pengisi' di Cura, ini menunjukkan bahwa pengaturan tersebut memengaruhi Lapisan Atas, Lapisan Bawah, Jarak Garis Pengisi, Pola Pengisi & Tumpang Tindih Pengisi.

Kepadatan/persentase pengisi memiliki dampak yang cukup signifikan pada kekuatan komponen dan waktu pencetakan.

Semakin tinggi persentase infill Anda, semakin kuat bagian Anda, tetapi pada kepadatan infill lebih dari 50%, mereka menjadi jauh lebih tidak signifikan dalam hal menambah kekuatan ekstra.

Perbedaan antara infill density yang Anda tetapkan di Cura memiliki perbedaan besar dalam hal apa yang diubah dalam struktur bagian Anda.

Di bawah ini adalah contoh visual dari 20% infill density vs 10%.

Kepadatan pengisi yang lebih besar berarti garis pengisi Anda akan ditempatkan lebih dekat, yang berarti lebih banyak struktur yang bekerja sama untuk memberikan kekuatan pada bagian.

Anda dapat membayangkan bahwa mencoba memecah dengan kepadatan rendah akan jauh lebih mudah daripada yang memiliki kepadatan tinggi.

Penting untuk diketahui bahwa kerapatan infill sangat bervariasi dalam hal pengaruhnya terhadap suatu bagian karena perbedaan pola infill.

Pada dasarnya, perubahan 10% infill ke 20% infill untuk pola Garis tidak akan sama dengan perubahan yang sama pada pola Gyroid.

Sebagian besar pola isian memiliki berat yang sama dengan kepadatan isian yang sama, tetapi pola Segitiga menunjukkan peningkatan berat keseluruhan hampir 40%.

Itulah sebabnya mengapa orang yang menggunakan pola infill Gyroid tidak memerlukan persentase infill yang tinggi, namun tetap mendapatkan tingkat kekuatan komponen yang baik.

Kepadatan pengisi yang rendah dapat menyebabkan masalah seperti dinding yang tidak tersambung dengan pengisi dan terciptanya kantong udara, terutama pada pola yang memiliki banyak persilangan.

Anda dapat mengalami ekstrusi ketika satu garis pengisi melintasi garis lain karena gangguan aliran.

Cura menjelaskan bahwa meningkatkan kepadatan pengisi memiliki efek sebagai berikut:

• Membuat cetakan Anda lebih kuat secara keseluruhan
• Memberikan dukungan yang lebih baik pada lapisan permukaan atas Anda, membuatnya lebih halus dan kedap udara
• Mengurangi masalah pemecahan masalah seperti bantal
• Membutuhkan lebih banyak bahan, membuatnya lebih berat dari biasanya
• Membutuhkan waktu lebih lama untuk mencetak, tergantung pada ukuran objek Anda

Jadi, densitas infill pasti penting apabila kita melihat kekuatan, penggunaan bahan dan waktu pencetakan kita. Biasanya ada keseimbangan yang baik untuk mencapai persentase infill, yaitu antara 10%-30%, tergantung pada tujuan Anda menggunakan komponen tersebut.

Bagian yang bersifat estetis atau bagian yang dibuat untuk dilihat, membutuhkan kepadatan pengisi yang jauh lebih sedikit karena tidak memerlukan kekuatan. Bagian yang bersifat fungsional membutuhkan kepadatan pengisi yang lebih banyak (hingga 70%), sehingga dapat menangani penahan beban dalam jangka waktu yang lama.

Pola Isi Terbaik untuk Filamen Transparan

Banyak orang yang suka menggunakan pola isian Gyroid untuk filamen transparan, karena memberikan pola yang terlihat keren. Pola isian Cubic atau Honeycomb juga terlihat bagus untuk cetakan 3D transparan. Isian terbaik untuk cetakan transparan biasanya 0% atau 100% agar modelnya lebih jelas.

Berikut ini contoh pola isian Gyroid dalam cetakan 3D PLA bening. Seorang pengguna mengatakan bahwa mereka juga menggunakan Gyroid dengan densitas isian 15%.

Pla bening dengan isian menghasilkan pola yang keren dari pencetakan 3D

Lihat video di bawah ini untuk melihat visual yang bagus tentang filamen transparan pencetakan 3D.