Dažkārt 3D drukāšanā tiek aizmirsts par aizpildījuma rakstiem, jo tā ir tikai viena no daudzajiem drukas iestatījumiem. Ir vairāki aizpildījuma raksti, bet, pārskatot sarakstu, es sev aizdomājos, kurš aizpildījuma raksts ir labākais 3D drukāšanā?

Labākais uzpildes modelis 3D drukāšanai ir sešstūra forma, piemēram, Cubic, ja vēlaties panākt labu ātruma un izturības līdzsvaru. Nosakot 3D drukātās detaļas funkciju, labākais uzpildes modelis būs atšķirīgs. Ātruma ziņā labākais uzpildes modelis ir Lines modelis, bet izturības ziņā - Cubic.

Uzpildes modeļi ir mazliet vairāk, nekā es sākumā sapratu, tāpēc es sīkāk aprakstīšu katra uzpildes modeļa pamatprincipus, kā arī to, kuri modeļi, pēc cilvēku domām, ir spēcīgākie, ātrākie un visumā visizdevīgākie.

Kādi ir aizpildīšanas modeļu veidi?

Aplūkojot populārāko griezēšanas programmatūru Cura, šeit ir norādītas tās piedāvātās aizpildīšanas modeļu iespējas, kā arī daži vizuālie attēli un noderīga informācija.

• Tīkls
• Līnijas
• Trīsstūris
• Trīskāršā sešstūra
• Cubic
• Kubiskais apakšiedalījums
• Oktets
• Ceturtdaļa kubikveida
• Koncentriskais
• ZigZag
• Cross
• Cross3D
• Gyroid

Kas ir režģa aizpildījums?

Šim aizpildījuma rakstam ir krustenisks raksts, kas veido divus perpendikulārus līniju kopumus, vidū veidojot kvadrātus.

• Liels stiprums vertikālā virzienā
• Laba izturība virzienā uz izveidotajām līnijām
• vājāka diagonālā virzienā
• Izveido diezgan labu, gludu virsējo virsmu

Kas ir līnijas/rektilineārais aizpildījums?

Līniju raksts rada vairākas paralēlas līnijas pāri objektam, mainot virzienus katrā slānī. Tātad būtībā vienā slānī līnijas iet vienā virzienā, bet nākamajā slānī līnijas iet pretējā virzienā. Tas izskatās ļoti līdzīgi režģa rakstam, taču ir atšķirība.

• Parasti vāja vertikālā virzienā
• Ļoti vāja horizontālā virzienā, izņemot līniju virzienā.
• Šis ir labākais modelis gludai virsmai.

Zemāk ir parādīts piemērs, kā atšķiras līnijas un režģa modelis, kur aizpildījuma virzieni ir noklusējuma 45° & amp; -45°.

Līniju (taisnstūra) aizpildīšana:

1. slānis: 45° - diagonāli pa labi

2. slānis: -45° - diagonālais kreisais virziens

3. slānis: 45° - diagonāli pa labi

4. slānis: -45° - diagonālais kreisais virziens

režģa aizpildījums:

1. slānis: 45° un -45°.

2. slānis: 45° un -45°.

3. slānis: 45° un -45°.

4. slānis: 45° un -45°.

Kas ir trīsstūra aizpildīšana?

Tas ir diezgan pašsaprotams - tas ir aizpildījuma modelis, kurā trīs līniju komplekti tiek veidoti dažādos virzienos, lai veidotu trīsstūrus.

• Vienāda izturība katrā horizontālajā virzienā.
• Liela izturība pret bīdīšanu
• Problēmas ar plūsmas pārrāvumiem, tāpēc lielam pildījuma blīvumam ir zems relatīvais stiprums.

Kas ir trīskāršais sešstūra pildījums?

Šajā aizpildījuma rakstā ir trīsstūru un sešstūru figūru sajaukums, kas izkaisīts pa visu objektu. Tas tiek panākts, izveidojot trīs līniju kopas trīs dažādos virzienos, taču tā, lai tās savstarpēji nesakristu vienā un tajā pašā vietā.

• Ļoti spēcīga horizontālā virzienā
• Vienāda izturība katrā horizontālajā virzienā
• Liela izturība pret nobīdi
• Nepieciešams daudz virsējo ādas slāņu, lai iegūtu vienmērīgu virsējo virsmu.

Kas ir Cubic Infill?

Ar Cubic rakstu tiek veidoti kubi, kas ir nosaukti un sakrauti cits uz cita, veidojot trīsdimensiju rakstu. Šie kubi ir orientēti tā, lai tie stāvētu uz stūriem, tāpēc tos var drukāt, nepārsedzot iekšējās virsmas.

• Vienāda izturība visos virzienos, tostarp vertikāli.
• Diezgan labs vispārējais stiprums visos virzienos
• Izmantojot šo modeli, spilvenu veidošanās ir mazāka, jo netiek veidotas garas vertikālas kabatas.

Kas ir kubisko apakšnodaļu aizpildīšana?

Ar kubveida dalījuma modeli arī tiek izveidoti kubi un trīsdimensiju modelis, taču tas veido lielākus kubus objekta vidusdaļas virzienā. Tas tiek darīts, lai stiprības ziņā svarīgākajās zonās būtu labs pildījums, vienlaikus ietaupot materiālu vietās, kur pildījums ir vismazāk efektīvs.

Izmantojot šo modeli, jāpalielina aizpildījuma blīvums, jo vidējās zonās tas var būt ļoti zems. Tas darbojas, izveidojot 8 sadalītu kubu sēriju, tad kubi, kas trāpa sienām, tiek sadalīti, līdz tiek sasniegts aizpildījuma līnijas attālums.

• Labākais un izturīgākais raksts svara un drukāšanas laika ziņā (izturības un svara attiecība).
• Vienāda izturība visos virzienos, tostarp vertikāli.
• Samazina arī spilvenu ietekmi
• Palielinot aizpildījuma blīvumu, aizpildījumam nevajadzētu būt redzamam caur sienām.
• Daudz savilkumu, nav piemērots elastīgiem vai mazāk viskoziem materiāliem (šķidri).
• Griešana šķēlēs ir salīdzinoši ilgāka

Kas ir okteta aizpildījums?

Vēl viens trīsdimensiju raksts ir "Octet" aizpildījuma raksts, kas veido kubu un regulāru tetraedru (trīsstūra piramīdas) kombināciju. Šis raksts ik pa laikam veido vairākas aizpildījuma līnijas, kas atrodas blakus viena otrai.

• ir spēcīgs iekšējais karkass, jo īpaši blakus esošo līniju vietās.
• Modeļi ar vidēju biezumu (aptuveni 1 cm/0,39″) ir labi izturīgi.
• Samazinās arī spilvenu ietekme, jo netiek veidotas garas vertikālas gaisa kabatas.
• Ražo sliktas augstākās kvalitātes virsmas

Kas ir Quarter Cubic Infill?

Ceturtdaļkuba skaidrojums ir nedaudz sarežģītāks, taču tas ir diezgan līdzīgs astoņstūra aizpildījumam. Tas ir trīsdimensiju raksts jeb tesalācija (ciešs figūru izkārtojums), kas sastāv no tetraedriem un saīsinātiem tetraedriem. Tāpat kā astoņstūrī, arī šeit ik pa laikam blakus viena otrai tiek novietotas vairākas aizpildījuma līnijas.

• Lielas slodzes izšķīdina svaru uz iekšējo struktūru.
• Rāmis ir orientēts divos dažādos virzienos, padarot tos individuāli vājus.
• Liela relatīvā izturība modeļiem ar mazu biezumu (daži mm)
• Samazināts spilvenu efekts augšējiem slāņiem, jo netiek veidotas garas vertikālas gaisa kabatas.
• Šim modelim ir liels pārejas attālums, tāpēc tas var negatīvi ietekmēt virsmas kvalitāti.

Kas ir koncentriskais pildījums?

Koncentriskais aizpildījuma modelis vienkārši izveido virkni iekšējo malu paralēli objekta perimetram.

• Ja aizpildījuma blīvums ir 100 %, šis ir visspēcīgākais modelis, jo līnijas nekrustojas.
• Lieliski piemērots elastīgām izdrukām, jo ir vājš un vienmērīgs visos horizontālajos virzienos.
• lielāka izturība vertikālā virzienā salīdzinājumā ar horizontālo.
• vājākais pildījuma modelis, ja netiek izmantots 100% blīvums, jo nav horizontālās stiprības.
• 100 % blīvums labāk darbojas ar neapaļām formām.

Kas ir līkloču aizpildījums?

Zigzaga raksts vienkārši rada pašu rakstu, kā tas ir nosaukts. Tas ir ļoti līdzīgs līnijveida rakstam, bet atšķirība ir tāda, ka līnijas ir savienotas vienā garā līnijā, kā rezultātā rodas mazāk plūsmas pārrāvumu. Galvenokārt tiek izmantots atbalsta konstrukcijās.

• Izmantojot 100% blīvumu, šis modelis ir otrais spēcīgākais.
• Labāka apļveida formām, salīdzinot ar koncentrisko rakstu pie 100% aizpildījuma procentiem.
• Viens no labākajiem modeļiem gludai virsmai, jo attālums starp līnijām ir ļoti neliels.
• ir vāja izturība vertikālā virzienā, jo slāņiem ir nepietiekami savienojuma punkti.
• Ļoti vāja horizontālā virzienā, izņemot līniju orientācijas virzienu.
• Slikta izturība pret nobīdi, tāpēc ātri sabojājas zem slodzes.

Kas ir Cross Infill?

Krusta aizpildījuma raksts ir netradicionāls raksts, kas veido līknes ar atstarpēm starp tām, atdarinot krusta formas objekta iekšpusē.

• Lielisks modelis elastīgiem objektiem, jo tas ir vienmērīgi vāji saspiests visos virzienos.
• Garas taisnas līnijas netiek veidotas horizontālā virzienā, tāpēc tas nav spēcīgs nevienā vietā.
• Nav nekādu ievilkumu, tāpēc ar to ir vieglāk drukāt elastīgus materiālus.
• Stiprāka vertikālā virzienā nekā horizontālā

Kas ir Cross 3D Infill?

Krusta 3D aizpildījuma modelis veido šīs līknes ar atstarpēm starp tām, atveidojot krusta formas objekta iekšpusē, bet arī impulsu gar Z asi, padarot to vājāku vertikālā virzienā.

• Nodrošina vienmērīgu "gļotamību" gan horizontālā, gan vertikālā virzienā, kas ir labākais modelis lokanām plēvēm.
• Tam nav garu taisnu līniju, tāpēc tas ir vājš visos virzienos.
• Tāpat arī nesniedz atsaukumus
• Tas prasa salīdzinoši ilgu laiku, lai sagrieztu šķēlēs

Kas ir Gyroid Infill?

Gyroid aizpildījuma raksts rada virkni viļņu pārmaiņus dažādos virzienos.

• Vienlīdz spēcīgs visos virzienos, bet ne visspēcīgākais aizpildījuma modelis.
• Lieliski piemērots elastīgiem materiāliem, taču objekts nav tik mīksts kā Cross 3D.
• Laba izturība pret griešanu
• Izveido vienu tilpumu, kas ļauj šķidrumiem plūst, lieliski piemērots šķīstošiem materiāliem.
• Ilgs griešanas laiks un tiek izveidoti lieli G-koda faili.
• Dažiem printeriem var būt grūti sekot līdzi G-Code komandām sekundē, jo īpaši izmantojot sērijas savienojumus.

Kāds ir labākais stiprības pildījuma modelis (Cura)?

Jūs atradīsiet daudzus cilvēkus, kas strīdas par to, kurš pildījuma raksts ir vislabākais izturības ziņā. Šie pildījuma raksti sastāv no augstas izturības vairākos virzienos, un parasti tiek klasificēti kā trīsdimensiju raksti.

Labākie kandidāti, kurus cilvēki ir izteikuši, parasti ir:

• Cubic
• Gyroid

Par laimi, tas ir diezgan īss saraksts, tāpēc jums nav jāiziet cauri pārāk daudziem, lai atrastu savu ideālo piemērotību. Es iztirzāšu katru stiprības uzpildes modeli, lai palīdzētu jums izlemt, kuru izvēlēties. Godīgi sakot, no tā, ko es esmu izpētījis, starp tām nav pārāk lielas stiprības atšķirības, bet vienai ir priekšrocības.

Cubic

Cubic ir lielisks, jo tas ir vienmērīgi izturīgs no visiem virzieniem. Cura to dēvē par spēcīgu aizpildījuma rakstu, un tam ir vairāki varianti, kas parāda, cik noderīgs tas ir kā aizpildījuma raksts.

Tīras konstrukcijas izturības dēļ Cubic ir ļoti labi novērtēts un populārs 3D printeru lietotājiem.

Atkarībā no modeļa var rasties pārliekas stūru deformācijas, taču kopumā tas drukā ļoti vienmērīgi.

Gyroid

Gyroid priekšrocība ir tā vienmērīgā izturība visos virzienos, kā arī ātrais 3D drukāšanas laiks. CNC Kitchen veiktais "saspiešanas" izturības tests parādīja, ka Gyroid pildījuma modelim ir tieši 264 kg slodze, ja pildījuma blīvums ir 10 % gan perpendikulārā, gan šķērsvirziena virzienā.

Drukāšanas laiks, salīdzinot ar Lines modeli, ir par aptuveni 25 % lielāks. Cubic un Gyroid drukāšanas laiks ir ļoti līdzīgs.

Tā izmanto vairāk materiāla nekā Cubic, taču tai ir lielāka nosliece uz drukāšanas problēmām, piemēram, slāņu nesakārtošanās.

Šī pildījuma raksta lielā bīdes izturība, izturība pret lieci un nelielais svars padara to par ideālu izvēli salīdzinājumā ar lielāko daļu citu rakstu. Tam ir ne tikai augsta izturība, bet tas ir arī lieliski piemērots elastīgām izdrukām.

Cartesian Creations veiktajos īpašajos izturības testos tika konstatēts, ka visstiprākais pildījuma modelis ir Gyroid, salīdzinot ar 3D Honeycomb (Simplify3D modelis, kas līdzīgs Cubic) un Rectilinear.

Tas parādīja, ka Gyroid modelis lieliski absorbē spriegumu, ja ir 2 sienas, 10 % pildījuma blīvums un 6 apakšējie un augšējie slāņi. Viņš konstatēja, ka tas ir izturīgāks, izmanto mazāk materiāla un tiek drukāts ātrāk.

Izvēle ir jūsu ziņā, bet es personīgi izvēlētos Cubic modeli, ja vēlos maksimālu slodzi nesošo izturību. Ja vēlaties izturību, elastību un ātrāku izdruku, jāizvēlas Gyroid modelis.

Ir arī citi faktori, kas nav maksimālās izturības nodrošināšanas modelis. CNC Kitchen konstatēja, ka galvenais faktors ir sienu skaits un sienu biezums, taču tam joprojām ir būtiska ietekme.

Viņš to noskaidroja, testējot vairākus dažādus pildījumus, blīvumu un sieniņu biezumu, un noskaidroja, cik nozīmīgs ir sieniņu biezums.

Šai hipotēzei ir arī vairāk pierādījumu, jo 2016. gadā tika publicēts raksts par pildījumu rakstu ietekmi uz stiepes izturību. Tajā paskaidrots, ka dažādu pildījumu rakstu atšķirība starp stiepes izturību bija ne vairāk kā 5 %, kas nozīmē, ka raksts pats par sevi neradīja pārāk lielas atšķirības.

Galvenā atšķirība attiecībā uz pildījumu bija procentuālā izteiksmē. Lai gan stiepes izturība nav vienīgā prasītā izturība, tāpēc tas nenozīmē, ka pildījumu raksti nevar radīt vairāk nekā 5% atšķirību funkcionalitātes ziņā.

Kāds ir ātrākais ātruma aizpildīšanas modelis?

Ja mēs meklējam vislabāko uzpildes rakstu ātrumam, tad skaidrs ir tas, kuriem rakstiem ir visvairāk taisnu līniju, mazāk kustību un vismazāk drukāšanai izmantotā materiāla.

To ir diezgan viegli noteikt, ja domājam par modeļu izvēli.

Ātruma ziņā vislabākais aizpildījuma raksts ir Līnijas vai taisnstūra raksts, kas ir noklusējuma aizpildījuma raksts programmā Cura. Raksti ar vislielāko virzienu maiņu parasti tiek drukāti ilgāk, tāpēc taisnās līnijas tiek drukātas visātrāk un ar lielu ātrumu.

Aplūkojot svarīgo faktoru attiecībā uz ātrumu un vismazākā materiāla izmantošanu, mēs aplūkojam parametru vislabākā stiprības attiecība pret svaru. Tas nozīmē, ka, ņemot vērā stiprību un svaru, kura pildījuma rakstam ir vislabākā stiprības pakāpe attiecībā pret izmantoto pildījuma daudzumu.

Mēs negribētu vienkārši izmantot vismazāko materiālu un iegūt objektu, kas viegli sabrūk.

Patiesībā ir veikti šā parametra testi, kuros CNC Kitchen konstatēja, ka parastajam taisnstūra jeb līniju rakstam ir viena no labākajām stiprības attiecībām pret svaru un tajā tiek izmantots vismazākais materiāla daudzums. Kubveida dalījuma raksts ir vēl viens pretendents uz vismazākā materiāla izmantošanu. Tas rada augsta blīvuma pildījumu ap sienām un zemāku vidū.

Tas ir ideāls raksts, ko izmantot kā noklusējuma rakstu izdrukām, izņemot gadījumus, kad jums ir īpašs mērķis, lai nodrošinātu funkcionalitāti un izturību. Līniju raksts jeb Cubic Subdivision ne tikai drukā ļoti ātri, bet arī izmanto nelielu daudzumu pildvielas un tam ir laba izturība.

Kāds ir labākais aizpildījuma modelis elastīgām 3D izdrukām?

TPU un elastīgo materiālu labākie uzpildes modeļi ir šādi:

• Koncentriskais
• Cross
• Cross 3D
• Gyroid

Atkarībā no jūsu modeļa būs ideāls modelis jūsu elastīgajām 3D izdrukām.

Kā jau minēts iepriekš, koncentriskais raksts vislabāk darbojas, ja aizpildījuma blīvums ir 100 %, bet galvenokārt objektiem, kas nav apaļi. Tam ir diezgan laba vertikālā izturība, bet vāja horizontālā izturība, kas tam piešķir elastīgas īpašības.

Cross un Cross 3D modeļiem ir vienmērīgs spiediens uz visām pusēm, bet Cross 3D modelim ir arī vertikālā virziena elements, taču tā griešana aizņem vairāk laika.

Gyroid ir lieliski piemērots, ja izmantojat zemāka blīvuma pildījumus, un tas ir noderīgs vairāku iemeslu dēļ. Tam ir ātrs drukāšanas laiks, liela izturība pret sagriešanu, bet kopumā tas ir mazāk elastīgs, salīdzinot ar citiem elastīgajiem rakstiem.

Ja meklējat labāko kompresijas pildījuma modeli, tad Gyroid ir viena no labākajām izvēlēm.

Cik liela nozīme ir aizpildījuma blīvumam vai procentuālajam īpatsvaram?

Aizpildījuma blīvums ietekmē vairākus svarīgus jūsu 3D drukātās detaļas parametrus. Kad Cura programmā uzspiežat kursoru uz iestatījuma "Aizpildījuma blīvums", redzams, ka tas ietekmē augšējos slāņus, apakšējos slāņus, attālumu starp aizpildījuma līnijām, aizpildījuma modeļus un aizpildījuma pārklāšanos.

Aizpildījuma blīvumam/procentuālajam īpatsvaram ir diezgan būtiska ietekme uz detaļas izturību un drukāšanas laiku.

Jo augstāks ir aizpildījuma procentuālais daudzums, jo stiprāka būs jūsu detaļa, taču, ja aizpildījuma blīvums pārsniedz 50 %, tie kļūst daudz mazāk nozīmīgi papildu stiprības ziņā.

Atšķirība starp Cura programmā Cura iestatīto aizpildījuma blīvumu ir ļoti liela, jo tas maina jūsu detaļas struktūru.

Zemāk sniegts vizuāls piemērs, kurā redzams 20 % blīvums salīdzinājumā ar 10 % blīvumu.

Lielāks aizpildījuma blīvums nozīmē, ka aizpildījuma līnijas būs izvietotas tuvāk viena otrai, kas nozīmē, ka vairāk struktūru sadarbojas, lai nodrošinātu detaļas izturību.

Varat iedomāties, ka mēģināt sadalīt zema blīvuma karkasu būtu daudz vieglāk nekā karkasu ar augstu blīvumu.

Svarīgi zināt, ka uzpildes blīvums ir ļoti atšķirīgs, jo atšķiras uzpildes modeļi.

Būtībā izmaiņas no 10 % uz 20 % pildījumu Lines rakstā nebūs tādas pašas kā izmaiņas Gyroid rakstā.

Lielākajai daļai pildījumu rakstu ir līdzīgs svars ar tādu pašu pildījuma blīvumu, taču trīsstūra rakstu kopējais svars palielinājās par gandrīz 40 %.

Tāpēc tiem, kas izmanto Gyroid pildījuma modeli, nav nepieciešams tik augsts pildījuma procentuālais daudzums, tomēr joprojām tiek sasniegts vērā ņemams detaļu stiprības līmenis.

Mazs aizpildījuma blīvums var radīt problēmas, piemēram, sienas nesavienojas ar aizpildījumu un veidojas gaisa kabatas, jo īpaši, ja ir daudz krustojumu.

Izspiešana var rasties, ja plūsmas pārrāvumu dēļ viena aizpildījuma līnija šķērso citu līniju.

Cura skaidro, ka, palielinot aizpildījuma blīvumu, tiek panākts šāds efekts:

• Kopumā padara jūsu izdrukas spēcīgākas
• Sniedz virskārtas slāņiem labāku atbalstu, padarot tos gludākus un hermētiskākus.
• Samazina problēmu, piemēram, spilvenu veidošanās, novēršanas problēmu skaitu.
• Nepieciešams vairāk materiāla, tāpēc tas ir smagāks nekā parasti.
• Drukāšana atkarībā no objekta lieluma aizņem daudz vairāk laika.

Tāpēc, izvērtējot iespieddarbu stiprību, materiālu izmantojumu un laiku, noteikti ir svarīgs aizpildījuma blīvums. Parasti ir labs līdzsvars starp aizpildījuma procentuālo daudzumu, kas atkarībā no tā, kādam nolūkam plānojat izmantot detaļu, ir no 10 % līdz 30 %.

Estētiskām jeb apskatāmām detaļām nepieciešams daudz mazāks pildījuma blīvums, jo tām nav nepieciešama izturība. Funkcionālām detaļām nepieciešams lielāks pildījuma blīvums (līdz pat 70 %), lai tās varētu izturēt slodzi ilgstošā laika periodā.

Labākais aizpildījuma modelis caurspīdīgam pavedienam

Daudzi cilvēki labprāt izmanto Gyroid uzpildes modeli caurspīdīgiem pavedieniem, jo tas nodrošina lielisku izskatu. Arī Cubic vai Honeycomb uzpildes modelis lieliski izskatās caurspīdīgām 3D izdrukām. Labākais uzpildes modelis caurspīdīgām izdrukām parasti ir 0 % vai 100 %, lai modelis būtu skaidrāks.

Lūk, Gyroid pildījuma raksta piemērs caurspīdīgā PLA 3D izdrukā. Viens lietotājs teica, ka izmanto arī Gyroid ar 15% blīvumu.

Caurspīdīgs pla ar pildījumu veido foršu modeli no 3D drukāšanas

Apskatiet zemāk redzamo videoklipu, kurā redzams lielisks 3D drukāšanas caurspīdīgs pavediens.