Į užpildymo raštus 3D spausdinime kartais nekreipiama dėmesio, nes tai tik viena iš daugelio atspaudų nustatymų dalių. Yra keletas užpildymo raštų, tačiau peržiūrėdamas sąrašą susimąsčiau, kuris užpildymo raštas yra geriausias 3D spausdinime?

Geriausias 3D spausdinimui skirtas užpildo modelis yra šešiakampės formos, pavyzdžiui, "Cubic", jei siekiate geros greičio ir tvirtumo pusiausvyros. Kai nustatysite savo 3D spausdintos detalės funkciją, geriausias užpildo modelis skirsis. Greičio atžvilgiu geriausias užpildo modelis yra "Lines" modelis, o tvirtumo - "Cubic".

Užpildymo raštai yra šiek tiek daugiau, nei supratau iš pradžių, todėl išsamiau aptarsiu kiekvieno užpildymo rašto pagrindus, taip pat tai, kurie raštai, žmonių nuomone, yra stipriausi, greičiausi ir apskritai nugalėtojai.

Kokie yra užpildymo modelių tipai?

Žvelgdami į populiariausią pjaustymo programinę įrangą "Cura", pateikiame jos siūlomas užpildymo modelio parinktis, taip pat keletą vaizdinės medžiagos pavyzdžių ir naudingos informacijos.

• Tinklelis
• Eilutės
• Trikampis
• Trijų šešiakampių
• Kubinis
• Kubinis padalinys
• Oktetas
• Ketvirtis kubo
• Koncentrinis
• ZigZag
• Kryžius
• Cross3D
• Gyroidas

Kas yra tinklelio užpildymas?

Šis užpildymo raštas yra kryžminis, todėl sukuriami du statmeni linijų rinkiniai, viduryje sudarantys kvadratus.

• Didelė jėga vertikalia kryptimi
• Geras stiprumas suformuotų linijų kryptimi
• Silpnesnis įstrižainės kryptimi
• Sukuria gana gerą, lygų viršutinį paviršių

Kas yra linijų ir (arba) tiesiaeigis užpildymas?

Linijų raštas sukuria kelias lygiagrečias linijas per objektą, kurių kryptys kiekviename sluoksnyje keičiasi. Iš esmės viename sluoksnyje linijos eina į vieną pusę, o kitame sluoksnyje - į kitą pusę. Tai labai panašu į tinklelio raštą, tačiau yra skirtumas.

• Paprastai silpnas vertikalia kryptimi
• Labai silpnas horizontalia kryptimi, išskyrus linijų kryptį
• Tai geriausias raštas lygiam viršutiniam paviršiui

Linijų ir tinklelio modelio skirtumų pavyzdys parodytas toliau, kur užpildymo kryptys pagal nutylėjimą yra 45° & amp; -45°.

Linijų (tiesiaeigis) užpildymas:

1 sluoksnis: 45° - įstrižai į dešinę

2 sluoksnis: -45° - įstrižainė į kairę

3 sluoksnis: 45° - įstrižai į dešinę

4 sluoksnis: -45° - įstrižainė į kairę

Tinklelio užpildymas:

1 sluoksnis: 45° ir -45°

2 sluoksnis: 45° ir -45°

3 sluoksnis: 45° ir -45°

4 sluoksnis: 45° ir -45°

Kas yra trikampio užpildymas?

Tai gana suprantama: tai užpildymo modelis, kai trikampiai sudaromi iš trijų skirtingomis kryptimis einančių linijų rinkinių.

• vienodai stiprus kiekvienoje horizontalioje kryptyje
• Didelis atsparumas šlyčiai
• Problemos dėl srauto pertrūkių, todėl didelio tankio užpildai yra mažo santykinio stiprumo

Kas yra trijų šešiakampių užpildas?

Šis užpildymo raštas yra trikampių ir šešiakampių formų mišinys, išsidėstęs visame objekte. Tai daroma sukuriant tris linijų rinkinius trimis skirtingomis kryptimis, tačiau taip, kad jos nesusikirstų toje pačioje vietoje viena su kita.

• Labai stiprus horizontalia kryptimi
• Vienodo stiprumo kiekvienoje horizontalioje kryptyje
• Didelis atsparumas šlyčiai
• Reikia daug viršutinių odos sluoksnių, kad paviršius būtų tolygus.

Kas yra kubinis užpildas?

"Cubic" raštas sukuria kubus, kurie yra pavadinti ir sudėti vienas ant kito, taip sukuriant trimatį raštą. Šie kubai yra orientuoti taip, kad stovėtų ant kampų, todėl juos galima spausdinti neuždengiant vidinių paviršių.

• Vienodas stiprumas visomis kryptimis, taip pat ir vertikaliai
• Gana geras bendras stiprumas visomis kryptimis
• Naudojant šį modelį sumažėja pagalvių susidarymas, nes nesusidaro ilgos vertikalios kišenės.

Kas yra "Cubic Subdivision Infill"?

Naudojant "Cubic Subdivision" modelį taip pat sukuriami kubai ir trimatis modelis, tačiau objekto viduryje sukuriami didesni kubai. Taip daroma, kad svarbiausiose stiprumo srityse būtų geras užpildas, o ten, kur užpildas mažiausiai veiksmingas, būtų taupoma medžiaga.

Naudojant šį modelį reikėtų padidinti užpildymo tankį, nes vidurinėse zonose jis gali būti tikrai mažas. Jis veikia sukuriant 8 padalytų kubelių seriją, tada į sienas atsitrenkiantys kubeliai padalijami tol, kol pasiekiamas užpildymo linijos atstumas.

• Geriausias ir stipriausias modelis pagal svorį ir spausdinimo laiką (stiprumo ir svorio santykis)
• Vienodas stiprumas visomis kryptimis, taip pat ir vertikaliai
• Taip pat sumažina pagalvės poveikį
• Didesnis užpildymo tankis reiškia, kad užpildymas neturėtų matytis pro sienas.
• Turi daug įtraukimų, netinkamas lanksčioms ar mažiau klampios medžiagoms (skystoms)
• Pjaustymo laikas yra santykinai ilgesnis

Kas yra aštuoneto užpildymas?

Aštuoneto užpildymo raštas - tai dar vienas trimatis raštas, kuriuo sukuriamas kubų ir taisyklingų tetraedrų (trikampių piramidžių) derinys. Šiuo raštu kas tam tikrą laiką sukuriamos kelios viena šalia kitos esančios užpildymo linijos.

• Turi tvirtą vidinį rėmą, ypač gretimų linijų vietose.
• Vidutinio storio (apie 1 cm/0,39″) modeliai pasižymi geru tvirtumu
• Be to, sumažėja pagalvės poveikis, nes nesusidaro ilgos vertikalios oro kišenės.
• Gamina blogos aukščiausios kokybės paviršių

Kas yra "Quarter Cubic Infill"?

Ketvirčio kubo paaiškinimas šiek tiek sudėtingesnis, tačiau jis gana panašus į aštuoneto užpildą. Tai trimatis raštas arba tesalė (glaudus figūrų išdėstymas), sudarytas iš tetraedrų ir sutrumpintų tetraedrų. Kaip ir aštuonetas, taip ir aštuoneto atveju kas kiek laiko greta viena kitos išdėstomos kelios užpildymo linijos.

• Didelės apkrovos išsklaido svorį į vidinę struktūrą
• Rėmas orientuotas dviem skirtingomis kryptimis, todėl jie atskirai silpni.
• Didelis santykinis stiprumas nedidelio storio (kelių mm) modeliams
• Mažesnis pagalvės efektas viršutiniuose sluoksniuose, nes nesusidaro ilgos vertikalios oro kišenės.
• Šio modelio tilto atstumas yra didelis, todėl tai gali turėti neigiamos įtakos viršutinio paviršiaus kokybei.

Kas yra koncentrinis užpildas?

Koncentrinis užpildymo modelis tiesiog sukuria vidinių ribų seriją, lygiagrečią objekto perimetrui.

• Esant 100 % užpildymo tankiui, šis modelis yra stipriausias, nes linijos nesusikerta.
• Puikiai tinka lankstiems spaudiniams, nes yra silpnas ir tolygus visomis horizontaliomis kryptimis
• Didesnis stiprumas vertikalia kryptimi, palyginti su horizontalia.
• Silpniausias užpildymo modelis, jei nenaudojamas 100 % užpildymo tankis, nes nėra horizontalaus stiprumo.
• 100 % užpildymo tankis geriau tinka ne apskritoms formoms

Kas yra zigzago formos užpildas?

Zigzago raštas paprasčiausiai sukuria patį raštą, kaip jis ir pavadintas. Jis labai panašus į linijų raštą, tačiau skirtumas tas, kad linijos sujungiamos į vieną ilgą liniją, todėl mažiau nutrūksta srautas. Dažniausiai naudojamas atraminėse konstrukcijose.

• Naudojant 100 % užpildymo tankį, šis raštas yra antras pagal stiprumą.
• Geriau tinka apskritoms formoms, palyginti su koncentriniu raštu, kai užpildymo procentas yra 100 %.
• Vienas geriausių modelių lygiam viršutiniam paviršiui, nes atstumas tarp linijų yra labai mažas.
• silpnas stipris vertikalia kryptimi, nes sluoksniai yra nepakankamai sujungti.
• Labai silpnas horizontalia kryptimi, išskyrus linijų orientacijos kryptį
• Blogas atsparumas šlyčiai, todėl greitai sugenda veikiant apkrovai

Kas yra kryžminis užpildymas?

Kryžiaus užpildymo raštas - tai netradicinis raštas, kuriuo sukuriamos kreivės su tarpais tarp jų, atkartojant objekto viduje esančias kryžiaus formas.

• Puikus lanksčių objektų modelis, nes vienodai silpnai spaudžiamas visomis kryptimis.
• Ilgos tiesios linijos nekuriamos horizontalia kryptimi, todėl jos nėra stiprios jokiose vietose.
• Nėra jokių įlenkimų, todėl lengviau spausdinti lanksčią medžiagą
• Stipresnis vertikalia kryptimi nei horizontalia

Kas yra "Cross 3D Infill"?

Kryžiaus 3D užpildymo modelis sukuria šias kreives su tarpais tarp jų, atkartoja kryžiaus formas objekto viduje, tačiau taip pat pulsuoja išilgai Z ašies, todėl yra silpnesnis vertikalia kryptimi.

• Sukuriamas tolygus gniužulėtumas horizontalia ir vertikalia kryptimis - geriausias modelis lanksčioms medžiagoms.
• Neturi ilgų tiesių linijų, todėl yra silpnas visomis kryptimis.
• Taip pat nepateikia jokių atsišaukimų
• Tai užtrunka gana ilgai.

Kas yra "Gyroid Infill"?

"Gyroid" užpildymo raštas sukuria keletą bangų pakaitomis skirtingomis kryptimis.

• Vienodai stiprus visomis kryptimis, bet ne pats stipriausias užpildymo modelis
• Puikiai tinka lanksčioms medžiagoms, tačiau išgaunamas ne toks gniužulėtas objektas kaip "Cross 3D".
• Geras atsparumas kirpimui
• Sukuriamas vienas tūris, kuris leidžia skysčiams tekėti, puikiai tinka tirpstančioms medžiagoms.
• Ilgas pjaustymo laikas ir sukuriami dideli G-kodo failai
• Kai kuriems spausdintuvams gali būti sunku išlaikyti G-kodo komandų per sekundę greitį, ypač naudojant nuoseklųjį ryšį.

Koks yra geriausias stiprumo užpildymo modelis ("Cura")?

Rasite daug žmonių, kurie ginčijasi dėl to, kuris užpildo raštas yra geriausias stiprumo atžvilgiu. Šie užpildo raštai susideda iš didelio stiprumo keliomis kryptimis, paprastai priskiriami prie 3 dimensijų raštų.

Geriausi kandidatai, kuriuos žmonės išmetė, paprastai yra šie:

• Kubinis
• Gyroidas

Laimei, tai gana trumpas sąrašas, todėl jums nereikės pereiti per daug, kad surastumėte savo tobulą variantą. Apžvelgsiu kiekvieną stiprumo užpildo modelį, kad padėčiau jums nuspręsti, kurį pasirinkti. Tiesą sakant, iš to, ką ištyriau, nėra per daug skirtumo tarp jų stiprumo, tačiau vienas iš jų turi pranašumą.

Kubinis

"Cubic" puikiai tinka dėl to, kad yra tolygaus stiprumo iš visų pusių. Pati "Cura" jį vadina stipriu užpildymo raštu ir turi daugybę variantų, rodančių, koks naudingas jis yra kaip užpildymo raštas.

"Cubic" yra labai gerai vertinamas ir populiarus tarp 3D spausdintuvų naudotojų, nes pasižymi grynu konstrukciniu tvirtumu.

Priklausomai nuo modelio, jis gali būti deformuotas dėl iškyšų kampų, tačiau paprastai spausdinama labai sklandžiai.

Gyroidas

Gyroido pranašumas - vienodas stiprumas visomis kryptimis ir greitas 3D spausdinimo laikas. "CNC Kitchen" atliktas atsparumo gniuždymui bandymas parodė, kad gyroido užpildo modelio atsparumas gniuždymui yra lygiai 264 kg, kai užpildo tankis 10 % statmenai ir skersai.

Spausdinimo laikas, palyginti su "Lines" raštu, pailgėja maždaug 25 %. "Cubic" ir "Gyroid" spausdinimo laikas labai panašus.

Jis naudoja daugiau medžiagos nei "Cubic", tačiau dažniau susiduriama su spausdinimo problemomis, pvz., sluoksniai nesusidėlioja vienas ant kito.

Dėl didelio atsparumo kirpimui, atsparumo lenkimui ir nedidelio svorio šis užpildymo raštas yra idealus pasirinkimas, palyginti su dauguma kitų raštų. Jis ne tik pasižymi dideliu tvirtumu, bet ir puikiai tinka lanksčioms spaudoms.

"Cartesian Creations" atlikti specialūs stiprumo bandymai parodė, kad stipriausias užpildymo modelis buvo "Gyroid", palyginti su "3D Honeycomb" ("Simplify3D" modelis, panašus į "Cubic") ir "Rectilinear".

Jis parodė, kad "Gyroid" modelis puikiai sugeria įtempius, esant 2 sienelėms, 10 % užpildo tankiui ir 6 apatiniams bei viršutiniams sluoksniams. Jis nustatė, kad jis buvo tvirtesnis, sunaudojo mažiau medžiagos ir buvo atspausdintas greičiau.

Pasirinkimas priklauso nuo jūsų, bet aš asmeniškai rinkčiausi "Cubic" raštą, jei noriu didžiausios apkrovą laikančios jėgos. Jei norite jėgos, lankstumo ir greitesnio atspaudo, verta rinktis "Gyroid" raštą.

Didžiausiam stiprumui lemti yra ir kitų veiksnių, ne tik užpildymo modelis. CNC virtuvė nustatė, kad pagrindinis veiksnys yra sienelių skaičius ir sienelių storis, tačiau jis vis tiek turi didelę įtaką.

Jis tai išsiaiškino išbandydamas įvairius užpildus, tankį ir sienelių storį ir nustatė, kokią reikšmę turi sienelių storis.

Ši hipotezė taip pat turi daugiau įrodymų - 2016 m. parašytame straipsnyje "Užpildų raštų poveikis tempimo stipriui" paaiškinama, kad skirtingų užpildų raštų tempimo stipris skyrėsi ne daugiau kaip 5 %, o tai reiškia, kad vien raštas neturėjo didelės reikšmės.

Pagrindinis skirtumas, kalbant apie užpildus, pasireiškė dėl užpildų procentinės dalies. Nors tempimo stipris nėra vienintelis siekiamas stipris, todėl tai nereiškia, kad užpildų modeliai negali turėti daugiau nei 5 % skirtumo funkcionalumo požiūriu.

Koks yra greičiausias užpildymo modelis, užtikrinantis greitį?

Jei ieškome geriausio užpildymo rašto greičiui užtikrinti, aiškūs veiksniai yra tie, kurių raštai pasižymi tiesiausiomis linijomis, mažesniu judėjimu ir mažiausiu spausdinimui naudojamų medžiagų kiekiu.

Tai gana lengva nustatyti, kai pagalvojame apie modelio pasirinkimo galimybes.

Geriausias užpildymo raštas greičio atžvilgiu yra Linijų arba tiesiaeigis raštas, kuris yra numatytasis "Cura" užpildymo raštas. Raštai, kurių kryptis keičiasi labiausiai, paprastai spausdinami ilgiau, todėl tiesios linijos spausdinamos greičiausiai ir labai greitai.

Nagrinėdami svarbų greičio ir mažiausio medžiagos kiekio panaudojimo veiksnį, nagrinėjame geriausio stiprumo ir svorio santykio parametrą. Tai reiškia, kad, kalbant apie stiprumą ir svorį, kurio užpildo modelio stiprumas yra geriausias, atsižvelgiant į tai, kiek užpildo naudojama.

Nenorėtume tiesiog naudoti mažiausiai medžiagos ir turėti objektą, kuris lengvai suyra.

Iš tikrųjų buvo atlikti šio parametro bandymai, kurių metu "CNC Kitchen" nustatė, kad įprastinis tiesiaeigis arba linijų raštas yra vienas iš geriausių stiprumo ir svorio santykio rodiklių ir sunaudoja mažiausiai medžiagos. Kubinis padalijimo raštas yra dar vienas pretendentas sunaudoti mažiausiai medžiagos. Jis sukuria didelio tankio užpildą aplink sienas ir mažesnio viduryje.

Tai puikus raštas, kurį galima naudoti kaip numatytuosius atspaudus, išskyrus tuos atvejus, kai turite konkretų funkcionalumo ir tvirtumo tikslą. "Lines" arba "Cubic Subdivision" raštas ne tik spausdina labai greitai, bet ir naudoja mažai užpildo bei pasižymi geru tvirtumu.

Koks yra geriausias užpildymo modelis lanksčioms 3D spausdintinėms medžiagoms?

Geriausi TPU ir lanksčiųjų medžiagų užpildų modeliai yra šie:

• Koncentrinis
• Kryžius
• Kryžius 3D
• Gyroidas

Priklausomai nuo jūsų modelio, bus parinktas idealus lanksčių 3D spaudinių modelis.

Kaip jau minėta, koncentrinis raštas geriausiai veikia, kai užpildymo tankis yra 100 %, tačiau dažniausiai jis naudojamas ne apskritiems objektams. Jis pasižymi gana geru vertikaliuoju stiprumu, tačiau silpnu horizontaliuoju stiprumu, todėl pasižymi lanksčiomis savybėmis.

Kryžiaus ir kryžiaus 3D raštai vienodai spaudžia iš visų pusių, tačiau kryžiaus 3D raštas taip pat prideda vertikalios krypties elementą, tačiau jį pjaustyti užtrunka ilgiau.

Gyroidas puikiai tinka, kai naudojate mažesnio tankio užpildus, ir yra naudingas dėl kelių priežasčių. Jis greitai spausdina, yra labai atsparus kirpimui, tačiau apskritai yra mažiau lankstus, palyginti su kitais lanksčiais raštais.

Jei ieškote geriausio užpildymo modelio suspaudimui, "Gyroid" yra vienas geriausių pasirinkimų.

Kokią reikšmę turi užpildymo tankis arba procentinė dalis?

Užpildymo tankis turi įtakos daugeliui svarbių jūsų 3D spausdintos detalės parametrų. Užvedus pelės žymeklį ant "Cura" nustatymų "Užpildymo tankis", matoma, kad jis turi įtakos viršutiniams sluoksniams, apatiniams sluoksniams, užpildymo linijų atstumui, užpildymo modeliams ir užpildymo persidengimui.

Užpildo tankis ir (arba) procentinė dalis turi gana didelę įtaką detalės stiprumui ir spausdinimo laikui.

Kuo didesnė užpildo procentinė dalis, tuo tvirtesnė bus jūsų detalė, tačiau kai užpildo tankis didesnis nei 50 %, jis tampa daug mažiau reikšmingas papildomo tvirtumo požiūriu.

"Cura" nustatytas užpildymo tankio skirtumas turi didelę reikšmę keičiant jūsų dalies struktūrą.

Toliau pateikiamas vaizdinis 20 % užpildymo tankio ir 10 % tankio pavyzdys.

Didesnis užpildo tankis reiškia, kad užpildo linijos bus išdėstytos arčiau viena kitos, o tai reiškia, kad daugiau struktūrų veikia kartu, kad suteiktų detalei tvirtumo.

Galite įsivaizduoti, kad mažo tankio kūną būtų daug lengviau suskaidyti nei didelio tankio.

Svarbu žinoti, kad dėl skirtingo užpildymo modelio užpildymo tankis labai skiriasi, nes jis daro skirtingą poveikį daliai.

Iš esmės 10 % užpildymo pakeitimas į 20 % užpildymą linijinio rašto atveju nebus toks pat kaip tas pats pakeitimas naudojant giroroidinį raštą.

Daugumos užpildų raštų svoris yra panašus, kai užpildų tankis yra toks pat, tačiau trikampio rašto bendras svoris padidėjo beveik 40 %.

Štai kodėl žmonėms, naudojantiems "Gyroid" užpildymo modelį, nereikia tokio didelio užpildymo procento, tačiau vis tiek pasiekiamas tinkamas detalės stiprumo lygis.

Dėl mažo užpildo tankio gali kilti problemų, pavyzdžiui, sienos gali nesusijungti su užpildu ir susidaryti oro kišenės, ypač kai modeliai turi daug susikirtimų.

Kai viena užpildymo linija kerta kitą liniją dėl srauto pertrūkių, gali atsirasti nepakankamas išspaudimas.

"Cura" aiškina, kad padidinus užpildymo tankį poveikis yra toks:

• Dėl to jūsų atspaudai apskritai tampa stipresni
• Viršutiniams paviršiaus sluoksniams suteikiama geresnė atrama, todėl jie tampa lygesni ir sandaresni.
• Sumažėja problemų, tokių kaip pagalvės, šalinimo atvejų.
• Reikia daugiau medžiagos, todėl jis sunkesnis nei įprastai
• Priklausomai nuo objekto dydžio, spausdinimas trunka daug ilgiau.

Taigi, užpildymo tankis neabejotinai turi reikšmės vertinant spausdinimo tvirtumą, medžiagų naudojimą ir laiką. Paprastai yra gera pusiausvyra tarp užpildymo procentų, kurie, priklausomai nuo to, kam ketinate naudoti detalę, siekia 10-30 %.

Estetinėms arba išvaizdai skirtoms detalėms reikia daug mažesnio užpildo tankio, nes joms nereikia tvirtumo. Funkcinėms detalėms reikia didesnio užpildo tankio (iki 70 proc.), kad jos ilgą laiką atlaikytų apkrovą.

Geriausias skaidraus pluošto užpildymo modelis

Daugeliui žmonių patinka naudoti "Gyroid" užpildo raštą skaidriam siūlui, nes jis sukuria šauniai atrodantį modelį. Kubo arba medaus korio užpildo raštas taip pat puikiai tinka skaidriems 3D atspaudams. Geriausias užpildas skaidriems atspaudams paprastai yra 0 % arba 100 %, kad modelis būtų aiškesnis.

Štai "Gyroid" užpildo rašto pavyzdys skaidriame PLA 3D spausdintuve. Vienas naudotojas sakė, kad taip pat naudoja "Gyroid" su 15 % užpildo tankiu.

Skaidrus pla su užpildu sukuria šaunų 3D spausdinimo modelį

Peržiūrėkite toliau pateiktą vaizdo įrašą, kuriame puikiai pristatomas 3D spausdinimas skaidriu siūlu.