Hva er det beste utfyllingsmønsteret for 3D-utskrift?

Roy Hill 15-07-2023
Roy Hill

Infill-mønstre blir noen ganger oversett i 3D-utskrift fordi det bare er én del av mange innstillinger for utskriftene dine. Det er flere utfyllingsmønstre, men når jeg så gjennom listen, lurte jeg på, hvilket utfyllingsmønster som er best i 3D-utskrift?

Det beste utfyllingsmønsteret for 3D-utskrift er en sekskantet form som Cubic hvis du er ute etter en god balanse mellom fart og styrke. Når du bestemmer funksjonen til den 3D-printede delen, vil det beste utfyllingsmønsteret variere. For hastighet er det beste utfyllingsmønsteret Lines-mønsteret, mens for styrke, Cubic.

Det er litt mer å fylle ut mønstre enn jeg først var klar over, så jeg vil gå inn på noen flere detaljer om det grunnleggende av hvert utfyllingsmønster, samt hvilke mønstre folk ser på som den sterkeste, den raskeste og den allsidige vinneren.

    Hvilke typer utfyllingsmønstre finnes?

    Når vi ser på Cura, den mest populære skjæringsprogramvaren der ute, her er alternativene for utfyllingsmønster de har, sammen med noen visuelle elementer og nyttig informasjon.

    • Grid
    • Lines
    • Trekant
    • Tri-sekskantet
    • Cubic
    • Cubic Subdivision
    • Octet
    • Quarter Cubic
    • Konsentrisk
    • ZigZag
    • Cross
    • Cross3D
    • Gyroid

    Hva er Grid Infill?

    Se også: 6 beste 3D-skannere for 3D-utskrift

    Dette utfyllingsmønsteret har et kryssmønster som lager to vinkelrette sett med linjer, og danner firkanter ikun ettertraktet styrke, så dette betyr ikke at utfyllingsmønstre ikke kan utgjøre en forskjell på mer enn 5 % funksjonsmessig.

    Hva er det raskeste utfyllingsmønsteret for hastighet?

    Hvis vi ser på det beste utfyllingsmønsteret for hastighet, er de klare faktorene her hvilke mønstre som har flest rette linjer, mindre bevegelse og minst materiale brukt til utskriften.

    Dette er ganske enkelt å finne ut når vi tenker om mønstervalgene vi har.

    Det beste utfyllingsmønsteret for hastighet er Lines eller Rectilinear-mønsteret, som er standard utfyllingsmønster i Cura. Mønstre med de fleste retningsendringer tar vanligvis lengre tid å skrive ut, så rette linjer skrives ut raskest med stor hastighet.

    Når vi ser på den viktige faktoren i hastighet og bruker minst materiale, ser vi på parameter for beste styrke per vektforhold. Dette betyr, når det gjelder styrke og vekt, hvilket fyllmønster som har best styrke i forhold til hvor mye fyll som brukes.

    Vi vil ikke bare bruke minst mulig materiale og ha en gjenstand som faller lett fra hverandre.

    Tester har faktisk blitt utført på denne parameteren, hvor CNC Kitchen fant at det vanlige rektilineære eller linjemønsteret har en av de beste styrke per vektforhold og bruker minst mengde materiale . Cubic Subdivision-mønsteret er en annen utfordrer for å bruke minst mulig materiale. Det skaperfylling med høy tetthet rundt veggene og lavere i midten.

    Det er et perfekt mønster å ha som standard for utskriftene dine, annet enn når du har et spesifikt formål med funksjonalitet og styrke. Ikke bare skriver Lines-mønsteret eller Cubic Subdivision ut veldig raskt, det bruker en lav mengde fyll og har god styrke.

    Hva er det beste utfyllingsmønsteret for fleksible 3D-utskrifter?

    Det beste utfyllingsmønstre for TPU og fleksible er:

    • Konsentrisk
    • Cross
    • Cross 3D
    • Gyroid

    Avhengig av modellen din, vil det være et ideelt mønster for dine fleksible 3D-utskrifter.

    Som tidligere nevnt, fungerer det konsentriske mønsteret best ved en utfyllingstetthet på 100 %, men mest for ikke- sirkulære gjenstander. Den har ganske god vertikal styrke, men svak horisontal styrke, noe som gir den de fleksible egenskapene

    Cross- og Cross 3D-mønstrene har jevnt trykk på alle sider, men Cross 3D legger også til det vertikale retningselementet, men det tar lengre å skjære.

    Se også: Hvordan redigere/remikse STL-filer fra Thingiverse – Fusion 360 & Mer

    Gyroid er flott når du bruker fyllinger med lavere tetthet og er nyttig av flere grunner. Den har raske utskriftstider, stor motstand mot skjæring, men er totalt sett mindre fleksibel sammenlignet med de andre fleksible mønstrene.

    Hvis du leter etter det beste utfyllingsmønsteret for kompresjon, er Gyroid et av de beste valgene.

    Hvor mye koster fyllingstetthet eller prosentandelSak?

    Infill-tetthet påvirker en rekke viktige parametere for din 3D-printede del. Når du holder musepekeren over «Infill Density»-innstillingen i Cura, viser det at den påvirker topplag, bunnlag, utfyllingslinjeavstand, utfyllingsmønstre og amp; Fyllingsoverlapping.

    Infilltetthet/prosent har en ganske betydelig innvirkning på delstyrke og utskriftstid.

    Jo høyere utfyllingsprosenten din er, desto sterkere vil din del være, men ved utfyllingstettheter over 50 % blir de mye mindre betydningsfulle når det gjelder å legge til ekstra styrke.

    Forskjellen mellom fyllingstetthet som du angir i Cura har en stor forskjell i forhold til hva den endrer i delstrukturen din.

    Nedenfor er et visuelt eksempel på 20 % utfyllingstetthet vs 10 %.

    En større fyllingstetthet betyr at utfyllingslinjene dine blir plassert nærmere hverandre, noe som betyr at flere strukturer jobber sammen for å gi en del styrke.

    Du kan Tenk deg at forsøk på å bryte fra hverandre med lav tetthet ville være mye enklere enn en med høy tetthet.

    Det er viktig å vite at fyllingstettheten varierer mye på hvordan den påvirker en del på grunn av forskjeller i fyllingsmønstre.

    I utgangspunktet vil ikke en endring på 10 % utfylling til 20 % utfylling for et Lines-mønster være det samme som den samme endringen med et Gyroide-mønster.

    De fleste utfyllingsmønstre har lignende vekt med samme fyllingstetthet, men denTrekantmønsteret viste en økning på nesten 40 % i totalvekt.

    Det er grunnen til at folk som bruker Gyroid-utfyllingsmønsteret ikke krever så høye utfyllingsprosenter, men likevel får et respektabelt nivå av delstyrke.

    Lav fyllingstetthet kan føre til problemer som at vegger ikke kobles til fyllingen og at det lages luftlommer, spesielt med mønstre som har mange kryssinger.

    Du kan komme under ekstrudering når en fyllingslinje krysser en annen linje fordi av strømningsavbrudd.

    Cura forklarer at å øke fylltettheten din har følgende effekter:

    • Gjør utskriftene dine sterkere totalt sett
    • Gir de øverste overflatelagene bedre støtte, gjør dem jevnere og lufttette
    • Reduserer feilsøkingsproblemer som puter
    • Krever mer materiale, noe som gjør det tyngre enn normalt
    • Tar mye lengre tid å skrive ut avhengig av størrelsen på objekt

    Så fylltettheten er definitivt viktig når vi ser på styrken, materialbruken og tidspunktet for utskriftene våre. Det er vanligvis en god balanse mellom utfyllingsprosentene, som er alt fra 10%-30% avhengig av hva du har tenkt å bruke delen til.

    Estetikk eller deler laget for å se på krever mye mindre utfylling tetthet fordi den ikke krever styrke. Funksjonelle deler krever mer fyllingstetthet (opptil 70 %), slik at de kan håndtere belastningen over en lang periode medtid.

    Beste utfyllingsmønster for transparent filament

    Mange elsker å bruke Gyroid-utfyllingsmønsteret for gjennomsiktig filament fordi det gir et kult mønster. Cubic eller Honeycomb utfyllingsmønsteret ser også bra ut for gjennomsiktige 3D-utskrifter. Den beste utfyllingen for gjennomsiktige utskrifter er vanligvis enten 0 % eller 100 % for at modellen skal være mer tydelig.

    Her er et eksempel på Gyroid-utfyllingsmønsteret i en klar PLA 3D-utskrift. En bruker sa at de også bruker Gyroid med 15 % utfyllingstetthet.

    Klar plagg med utfylling gir et kult mønster fra 3Dprinting

    Se videoen nedenfor for en flott visuell 3D-utskrift gjennomsiktig filament.

    midten.
    • Stor styrke i vertikal retning
    • God styrke i retningen på de dannede linjene
    • Svakere i diagonal retning
    • Skaper en ganske god, glatt overflate

    Hva er Lines/Rectilinear Infill?

    The Lines-mønsteret lager flere parallelle linjer på tvers av objektet, med alternative retninger per lag. Så i utgangspunktet har ett lag linjer som går én vei, så har det neste laget linjer som går på tvers den andre veien. Det ligner veldig på rutemønsteret, men det er en forskjell.

    • Vanligvis svakt i vertikal retning
    • Veldig svakt i horisontal retning bortsett fra i retning av linjene
    • Dette er det beste mønsteret for en jevn toppoverflate

    Et eksempel på hvordan linjer og rutenettmønster er forskjellige er vist nedenfor, der utfyllingsretninger er standard ved 45° & -45°

    Linjer (rettlinjet) utfylling:

    Lag 1: 45° – diagonal høyre retning

    Lag 2: -45° – diagonal venstre retning

    Lag 3: 45° – diagonal høyre retning

    Lag 4: -45° – diagonal venstre retning

    Grid utfylling:

    Lag 1: 45° og -45 °

    Lag 2: 45° og -45°

    Lag 3: 45° og -45°

    Lag 4: 45° og -45°

    Hva er Triangle Infill?

    Dette er ganske selvforklarende; et utfyllingsmønster der tre sett med linjer lages i forskjellige retninger for å danne trekanter.

    • Harlike mye styrke i hver horisontal retning
    • Stor skjærmotstand
    • Problemer med strømningsavbrudd så høye fyllingstettheter har lav relativ styrke

    Hva er tri-heksagonal utfylling?

    Dette utfyllingsmønsteret har en blanding av trekanter og sekskantede former, spredt gjennom hele objektet. Den gjør dette ved å lage tre sett med linjer i tre forskjellige retninger, men på en måte at de ikke krysser hverandre i samme posisjon.

    • Veldig sterke i horisontal retning
    • Like styrke i hver horisontal retning
    • Stor motstand mot skjærkraft
    • Krever mange topplag for å få en jevn toppoverflate

    Hva er Cubic Infill?

    Cubic-mønsteret lager kuber som er tittel og stablet, og skaper et 3-dimensjonalt mønster. Disse kubene er orientert for å stå på hjørner, slik at de kan skrives ut uten overhengende indre overflater

    • Like styrke i alle retninger, inkludert vertikalt
    • Ganske god totalstyrke i alle retninger
    • Piling reduseres med dette mønsteret fordi lange vertikale lommer ikke lages

    Hva er Cubic Subdivision Infill?

    The Cubic Subdivision-mønsteret skapte også kuber og et 3-dimensjonalt mønster, men det skaper større kuber mot midten av objektet. Dette er gjort så de viktigste områdenefor styrke, ha god fylling, samtidig som du sparer materiale der fyllingen er minst effektiv.

    Infill-tetthetene bør økes med dette mønsteret fordi de kan være veldig lave i midtområdene. Det fungerer ved å lage en serie på 8 underinndelte kuber, deretter blir kubene som treffer vegger delt inn til utfyllingslinjeavstanden er nådd.

    • Beste og sterkeste mønster når det gjelder vekt og utskriftstid (styrke til vektforhold)
    • Like styrke i alle retninger, inkludert vertikalt
    • Reduserer også effekten av pute
    • Økende fyllingstetthet betyr at fyllingen ikke skal vises gjennom veggene
    • Har mange tilbaketrekkinger, ikke bra for fleksible eller mindre viskøse materialer (rennende)
    • Skjæretiden er relativt lengre

    Hva er Octet Infill?

    Oktettinnfyllingsmønsteret er et annet 3-dimensjonalt mønster som skaper en blanding av terninger og vanlige tetraeder (trekantet pyramide). Dette mønsteret produserer flere utfyllingslinjer ved siden av hverandre med jevne mellomrom.

    • Har en sterk innvendig ramme, spesielt der de tilstøtende linjene er
    • Modeller med middels tykkelse (rundt 1 cm/ 0,39″) gjør det bra når det gjelder styrke
    • Har også redusert puteeffekt fordi det ikke dannes lange vertikale luftlommer
    • Produserer overflater av dårlig toppkvalitet

    Hva er Quarter Cubic Infill?

    The Quarter Cubic er littmer kompleks i forklaring, men den er ganske lik Octet Infill. Det er et 3-dimensjonalt mønster eller tessalering (tett arrangement av former) som består av tetraeder og forkortede tetraeder. Akkurat som Octet, plasserer den også flere fyllingslinjer ved siden av hverandre med jevne mellomrom.

    • Tung belastning fjerner vekten til den indre strukturen
    • Rammen er orientert i to forskjellige retninger, noe som gjør dem individuelt svake.
    • Stor relativ styrke for modeller med lav tykkelse (få mm)
    • Redusert puteeffekt for topplag fordi det ikke produseres lange vertikale luftlommer
    • Broavstanden for dette mønsteret er lang, så det kan ha en negativ innvirkning på toppoverflatekvaliteten

    Hva er konsentrisk fyll?

    Det konsentriske utfyllingsmønsteret skaper ganske enkelt en serie indre grenser parallelt med omkretsen av objektet ditt.

    • Ved en utfyllingstetthet på 100 % er dette det sterkeste mønsteret siden linjer ikke krysser hverandre
    • Flott for fleksible utskrifter siden det er svakt og jevnt i alle horisontale retninger
    • Har mer styrke i vertikal retning versus horisontalt
    • Svakeste utfyllingsmønster hvis man ikke bruker 100 % utfyllingstetthet siden horisontal styrke er det ikke
    • 100 % fyllingstetthet fungerer bedre med ikke-sirkulære former

    Hva er Zigzag Infill?

    Sikksakk-mønsteret skaper ganske enkelt selve mønsteret som det heter.Det er veldig likt linjemønsteret, men forskjellen er at linjer er koblet sammen i en lang linje, noe som resulterer i færre strømningsavbrudd. Brukes hovedsakelig i støttekonstruksjoner.

    • Ved bruk av 100 % utfyllingstetthet er dette mønsteret det nest sterkeste
    • Bedre for sirkulære former sammenlignet med det konsentriske mønsteret ved 100 % utfyllingsprosent
    • Et av de beste mønstrene for en jevn toppflate, siden linjeavstanden er svært liten
    • Har svak styrke i vertikal retning da lagene har utilstrekkelige bindingspunkter
    • Svært svake i horisontal retning, annet enn i retningen linjene er orientert
    • Dårlig motstand mot skjærkraft, så svikter raskt under en belastning

    Hva er Cross Infill?

    Korsutfyllingsmønsteret er et uortodoks mønster som lager kurver med mellomrom imellom, og replikerer korsformer inne i et objekt.

    • Flott mønster for fleksible gjenstander siden den har jevnt svakt trykk i alle retninger
    • Lange rette linjer produseres ikke i horisontal retning, så den er ikke sterk på noen steder
    • Har ingen tilbaketrekking overhodet, så det er lettere å skrive ut fleksible materialer med
    • Sterkere i vertikal retning enn horisontal

    Hva er Cross 3D Infill?

    Cross 3D-utfyllingsmønsteret skaper de kurvene med mellomrom mellom, og replikerer korsformer inne i objektet, men pulserer også langsZ-aksen gjør den svakere i vertikal retning.

    • Skaper jevn "squishy-ness" i både horisontal og vertikal retning, det beste mønsteret for fleksible
    • Har ikke lang rett linjer slik at den er svak i alle retninger
    • Gir heller ingen tilbaketrekking
    • Dette tar relativt lang tid å skjære opp

    Hva er Gyroid Infill?

    Gyroidutfyllingsmønsteret lager en serie bølger i vekslende retninger.

    • Like sterkt i alle retninger, men ikke det sterkeste utfyllingsmønsteret
    • Flott for fleksible materialer, men produserer en mindre squishy gjenstand enn Cross 3D
    • God motstand mot skjæring
    • Skaper ett volum som lar væsker flyte, flott for oppløselige materialer
    • Har lang skjæringstid og lager store G-Code-filer
    • Noen skrivere kan finne det vanskelig å holde tritt med G-Code-kommandoene per sekund, spesielt over serielle tilkoblinger.

    Hva er det beste utfyllingsmønsteret for styrke (Cura)?

    Du vil finne mange som krangler om hvilket utfyllingsmønster som er best for styrke. Disse utfyllingsmønstrene består av høy styrke i flere retninger, vanligvis kategorisert som 3-dimensjonale mønstre.

    De beste kandidatene som folk har kastet ut der, er vanligvis:

    • Cubic
    • Gyroid

    Heldigvis er det en ganske kort liste slik at du ikke trenger å gå gjennom for mange for å finne den perfekte passformen. jeg går gjennomhvert styrkeutfyllingsmønster for å hjelpe deg med å bestemme hvilken du skal gå for. Ærlig talt, ut fra det jeg har undersøkt, er det ikke så stor forskjell i styrke mellom disse, men man har overtaket.

    Cubic

    Cubic er flott på grunn av sin jevne styrken er fra alle kanter. Det er kjent som et sterkt utfyllingsmønster av Cura selv og har en rekke varianter som viser hvor nyttig det er som et utfyllingsmønster.

    For ren strukturell styrke er Cubic veldig respektert og populær for 3D-skrivere brukere der ute.

    Den kan lide av forvrengning av overhengshjørner, avhengig av modellen din, men generelt skrives den veldig jevnt ut.

    Gyroid

    Der gyroid dominerer er dens jevne styrke i alle retninger, samt de raske 3D-utskriftstidene. 'Knusestyrketesten' fra CNC Kitchen viste at Gyroid-fyllingsmønsteret hadde en feilbelastning på nøyaktig 264KG for en 10 % fyllingstetthet i både vinkelrett og tverrretning.

    Når det gjelder utskriftstid, er det ca. en økning på 25 % sammenlignet med Lines-mønsteret. Cubic og Gyroid har svært like utskriftstider.

    Den bruker mer materiale enn Cubic, men den er mer utsatt for utskriftsproblemer som at lag ikke stables.

    Den høye skjærstyrken, motstanden mot bøyning og lav vekt på dette fyllmønsteret gjør det til et ideelt valg fremfor de fleste andre mønstre. Ikke bare har den høy styrke, den har ogsåogså flott for fleksible utskrifter.

    Spesifikke styrketester utført av Cartesian Creations fant at det sterkeste utfyllingsmønsteret var Gyroid, sammenlignet med 3D Honeycomb (Simplify3D-mønster som ligner på Cubic) og Rectilinear.

    Det viste at Gyroidmønsteret er supert til å absorbere spenninger, ved 2 vegger, 10 % fyllingstetthet og 6 bunn- og topplag. Han fant ut at den var sterkere, brukte mindre materiale og trykket raskere.

    Valget er ditt, men jeg ville personlig gått for Cubic-mønsteret hvis jeg vil ha maksimal bæreevne. Hvis du vil ha styrke, sammen med fleksibilitet og raskere utskrifter, er Gyroid mønsteret å gå med.

    Det er andre faktorer enn utfyllingsmønster for maksimal styrke. CNC Kitchen fant ut at hovedfaktoren var antall vegger og veggtykkelse, men det har fortsatt en betydelig innflytelse.

    Det fant han ut ved å teste en rekke forskjellige fyllinger, tettheter og veggtykkelse og fant ut hvordan betydelig veggtykkelse var.

    Denne hypotesen har også flere bevis bak seg med en artikkel skrevet i 2016 om effektene av utfyllingsmønstre på strekkstyrke. Den forklarer at forskjellige fyllingsmønstre hadde maksimalt 5 % strekkfasthetsforskjeller, noe som betyr at mønsteret alene ikke utgjorde for stor forskjell.

    Der hovedforskjellen kom når det gjelder fylling, var på fyllprosenten. Skjønt, strekkstyrke er ikke det

    Roy Hill

    Roy Hill er en lidenskapelig 3D-utskriftsentusiast og teknologiguru med et vell av kunnskap om alt relatert til 3D-utskrift. Med over 10 års erfaring på feltet har Roy mestret kunsten å 3D-designe og trykke, og har blitt en ekspert på de siste 3D-utskriftstrendene og -teknologiene.Roy har en grad i maskiningeniør fra University of California, Los Angeles (UCLA), og har jobbet for flere anerkjente selskaper innen 3D-utskrift, inkludert MakerBot og Formlabs. Han har også samarbeidet med ulike bedrifter og enkeltpersoner for å lage tilpassede 3D-printede produkter som har revolusjonert deres bransjer.Bortsett fra sin lidenskap for 3D-printing, er Roy en ivrig reisende og en friluftsentusiast. Han liker å tilbringe tid i naturen, fotturer og camping med familien. På fritiden veileder han også unge ingeniører og deler sin rikdom av kunnskap om 3D-utskrift gjennom ulike plattformer, inkludert hans populære blogg, 3D Printerly 3D Printing.