L'infill è una delle impostazioni chiave della stampa 3D, ma mi sono chiesto quanto infill sia effettivamente necessario quando si realizza una stampa. Ho fatto qualche ricerca per trovare delle buone percentuali di infill che vi spiegherò in questo articolo.

La quantità di riempimento necessaria dipende dall'oggetto che si sta creando. Se si sta creando un oggetto per l'aspetto e non per la resistenza, il 10-20% di riempimento dovrebbe essere sufficiente. D'altra parte, se si ha bisogno di resistenza, durata e funzionalità, il 50-80% è una buona quantità di riempimento.

Il resto dell'articolo approfondirà i fattori che influenzano la quantità di riempimento necessaria per le stampe 3D e altri suggerimenti da utilizzare.

Che cos'è l'Infill?

Quando si stampa un modello 3D, una cosa che non richiede precisione o attenzione è il modo in cui si stampano gli interni. Per questo motivo, non è necessario creare un interno completamente solido per il modello. Per questo motivo è possibile utilizzare un approccio diverso per stampare gli interni in modo più efficace ed efficiente.

L'infill è la struttura tridimensionale che viene stampata all'interno del modello per tenere insieme le pareti o il perimetro del modello. L'infill viene utilizzato per dare forza al modello stampato con l'uso di una piccola quantità di materiale. Può essere un motivo ripetuto che può facilitare la stampa.

Uno dei principali vantaggi dell'infill è che l'interno può essere stampato con diversi gradi di profondità. Questo fattore può essere rappresentato con un altro termine, chiamato densità dell'infill.

Se la densità del riempimento è dello 0% significa che il modello stampato è completamente vuoto, mentre il 100% significa che il modello è completamente solido all'interno. Oltre a sostenere la struttura, il riempimento determina anche la resistenza della struttura.

La quantità di riempimento necessaria per un modello stampato in 3D dipende esclusivamente dal tipo e dalla funzionalità della stampa. Discuteremo i diversi tipi di riempimento e i diversi modelli utilizzati per scopi diversi.

Densità di riempimento diverse per scopi diversi

Utilizzo come modello o pezzo decorativo

Per la costruzione di un modello per la rappresentazione o l'esposizione, non è necessario che il modello sia forte per sopportare molte sollecitazioni. Per questo motivo non è necessario un riempimento troppo forte per tenere insieme la struttura.

La densità di riempimento utilizzata a questo scopo può aggirarsi intorno al 10-20%. In questo modo è possibile risparmiare materiale e raggiungere lo scopo richiesto senza problemi.

Il motivo migliore da utilizzare in questo scenario è quello a linee o a zig-zag, che tiene insieme la struttura fornendo la forza necessaria allo scopo. Trattandosi di motivi molto semplici, possono essere stampati facilmente e riducono i tempi di stampa complessivi.

Alcuni consigliano di utilizzare anche il 5% di riempimento per le stampe più grandi, ma assicurandosi di utilizzare il modello di riempimento Lines. È possibile aggiungere altri perimetri o aumentare lo spessore delle pareti per aggiungere un po' di forza al modello.

Guardate la stampa 3D qui sotto, realizzata da un utente di Reddit.

7 ore con 5% di riempimento da ender3

Modelli 3D standard

Si tratta dei modelli stampati che vengono utilizzati dopo la stampa, oltre che per l'esposizione. Queste stampe richiedono una maggiore resistenza rispetto alla precedente e devono essere in grado di gestire una moderata quantità di stress. Ciò significa che la densità di riempimento deve essere aumentata a un valore intorno al 15-50%.

I modelli adatti a questo scopo sono i tri-esagoni, la griglia o i triangoli, che sono un po' più complessi delle linee e degli zig-zag. Di conseguenza, questi modelli richiedono più tempo per essere stampati. Infatti, questi modelli richiedono il 25% di tempo in più rispetto ai precedenti.

È possibile dividere e studiare le proprietà di ciascun modello, poiché anch'essi presentano piccole differenze. La struttura a griglia è la più semplice e la più debole di tutte e tre. Essendo una griglia semplice, può essere stampata rapidamente rispetto alle altre.

Il grande vantaggio del modello a triangolo è la sua capacità di sopportare il carico quando viene applicato perpendicolarmente alle pareti. Il modello a triangolo può essere utilizzato nelle aree del modello con piccole caratteristiche rettangolari, poiché questo modello crea una maggiore connessione con le pareti rispetto alla griglia in questa condizione.

Il tri-esagono è il più forte di tutti e tre e presenta una combinazione di triangoli ed esagoni. L'inclusione dell'esagono nella maglia la rende molto più forte, come è evidente dal fatto che i nidi d'ape utilizzano lo stesso poligono per la loro maglia.

Un altro vantaggio di una maglia a tre esagoni è che subisce meno danni strutturali rispetto ad altre a causa di un raffreddamento insufficiente, perché tutti gli spigoli di questo modello sono corti rispetto al resto, il che lascia una lunghezza ridotta per la flessione e la deformazione.

Modelli 3D funzionali

Si tratta di modelli stampati per uno scopo preciso, che possono essere utilizzati come modelli di supporto o come parti di ricambio.

I modelli 3D funzionali sono sottoposti a un'elevata resistenza e devono avere una buona capacità di carico. Ciò significa che devono contenere un riempimento per soddisfare questi requisiti. A tal fine la densità del riempimento deve essere di circa il 50-80%.

I migliori schemi di tamponamento che evidenziano queste quantità di capacità portante sono l'ottetto, il cubo, la suddivisione cubica, il giroide, ecc. L'ottetto è una struttura tetraedrica che si ripete e che fornisce resistenza uniforme alle pareti nella maggior parte delle direzioni.

Il modello migliore per gestire le sollecitazioni provenienti da qualsiasi direzione è il giroide, che presenta una struttura tridimensionale simile a un'onda, simmetrica in tutte le direzioni. Per questo motivo il modello presenta una forza in tutte le direzioni.

La struttura giroide mostra una forza eccezionale a bassa densità. Si tratta di una struttura naturale che si trova nelle ali delle farfalle e nelle membrane di alcune cellule.

Modelli flessibili

Per ottenere flessibilità è necessario considerare il materiale per la stampa dell'intaso, la cui soluzione migliore è l'utilizzo di PLA.

La densità di riempimento a questo scopo può essere compresa tra 0 e 100%, a seconda della flessibilità necessaria. I diversi modelli disponibili a questo scopo sono concentrici, incrociati, incrociati 3D, ecc.

Concentrico è un modello di riempimento che si presenta come un'increspatura del contorno. Si tratta di copie concentriche del contorno che costituiscono il riempimento. Un altro modello adatto allo scopo è quello a croce, una griglia 2D che lascia che lo spazio intermedio si attorcigli e si pieghi.

I modelli concentrici e 2D sono molto flessibili, ma se si desidera qualcosa di un po' più rigido, l'opzione migliore è quella di utilizzare un modello chiamato cross 3D. Questo riempimento ha un'inclinazione attraverso l'asse z, ma rimane lo stesso in uno strato di piano 2D.

Vantaggi del riempimento

Aumenta la velocità di stampa

Poiché l'intaso è un modello tridimensionale ripetuto, è facile da stampare. La stampante 3D stampa a strati e ogni strato è composto da due parti principali: l'intaso e il contorno. Il contorno è il perimetro dello strato che diventa il guscio esterno o le pareti del modello stampato.

Durante la stampa di un layer, il contorno richiede una grande precisione di stampa, in quanto definisce la forma dell'oggetto. L'infill, invece, essendo un motivo ripetuto, può essere stampato senza il livello di precisione utilizzato in precedenza, il che significa che può essere stampato rapidamente con un movimento avanti e indietro.

Basso consumo di materiale

Il materiale utilizzato per la stampa di un modello sarà il più alto quando viene stampato come solido puro all'interno. Questo è chiamato infill con una densità di infill del 100%. Possiamo ridurre l'uso di materiale per la stampa di un modello 3D utilizzando un infill adeguato. Possiamo scegliere la densità di infill in base alle nostre esigenze.

Diversi modelli da scegliere

Esistono molti modelli da scegliere per l'intaso, il che ci dà la possibilità di scegliere in base alle nostre esigenze. I diversi modelli possiedono proprietà diverse e possono essere utilizzati di conseguenza. Il modello viene spesso scelto considerando i seguenti fattori.

• La forma del modello - È possibile scegliere qualsiasi modello per un oggetto. La soluzione ottimale in questo caso sarebbe quella che offre la massima resistenza con la minor quantità di materiale per quella particolare forma del modello. Se si sta realizzando una soluzione rotonda o cilindrica, il modello migliore per tenerla insieme sarebbe quello di scegliere un modello concentrico come l'archi o l'octa.
• Flessibilità - se non si vuole rinunciare alla resistenza o alla rigidità, è necessario scegliere un modello di intaso che consenta la flessibilità, come i modelli concentrici, a croce o a croce 3D. Esistono modelli per la flessibilità generale e modelli dedicati alla flessibilità in una particolare dimensione.
• Forza del modello - I modelli giocano un ruolo fondamentale nel determinare la forza di un modello. Alcuni modelli come il giroide, il cubico o l'ottetto sono piuttosto forti. Questi modelli possono dare più forza a un modello rispetto ad altri modelli con la stessa densità di riempimento.
• Uso del materiale - Indipendentemente dalla densità del materiale di riempimento, alcuni modelli sono progettati in modo tale da essere compressi, mentre altri sono legati in modo lasco, lasciando molto spazio libero.

Uso efficiente dell'infill

Angolo di stampa dell'infill

Ci sono diversi aspetti da considerare durante la stampa di un tamponamento, tra cui l'angolo di stampa del tamponamento.

Se notate, nella maggior parte delle stampe l'angolo di stampa è sempre di 45 gradi. Questo perché con un angolo di 45 gradi i motori X e Y lavorano a velocità uguali, aumentando così la velocità di completamento del riempimento.

A volte ci si trova in una situazione in cui la modifica dell'angolo del riempimento può rafforzare alcune parti deboli, ma la modifica dell'angolo diminuisce la velocità. La soluzione migliore per evitare questo problema è posizionare il modello nel giusto allineamento con il riempimento nel software di slicing stesso.

Sovrapposizione del riempimento

È possibile ottenere un legame più forte tra il riempimento e la parete aumentando il valore della sovrapposizione del riempimento. La sovrapposizione del riempimento è un parametro che, se aumentato, aumenta l'intersezione del riempimento con la parete interna del contorno.

Integrazione graduale e graduale

Se si desidera che l'intaso sia più forte verso le pareti della stampa 3D, il modo migliore per farlo è utilizzare l'intaso a gradiente. L'intaso a gradiente prevede che la densità dell'intaso cambi attraverso il piano XY. La densità dell'intaso diventa maggiore man mano che ci si avvicina al contorno del modello.

Questo è uno dei metodi più efficienti per aggiungere più forza al modello. L'unico svantaggio di questo approccio è che richiede più tempo di stampa.

Esiste un tipo di stampa simile, chiamato infill graduale, in cui la densità dell'infill cambia attraverso l'asse Z.

Spessore del riempimento

Utilizzare un tamponamento spesso per ottenere maggiore resistenza e rigidità. La stampa di un tamponamento molto sottile renderà la struttura soggetta a danni sotto sforzo.

Densità di riempimento multiple

Alcuni dei nuovi software di stampa 3D sono dotati di potenti strumenti per modificare la densità di riempimento più volte in un singolo modello.

Uno dei principali vantaggi di questo metodo è l'uso intelligente del materiale nei punti in cui il modello ha bisogno di forza: non è necessario utilizzare un'elevata densità di riempimento per l'intero modello per mantenere forte solo una parte della stampa.