Infill jest jednym z kluczowych ustawień podczas druku 3D, ale zastanawiałem się, ile infillu tak naprawdę potrzebujesz podczas tworzenia wydruku. Zrobiłem trochę badań, aby znaleźć kilka dobrych procent infillu, które wyjaśnię w tym artykule.

Ilość potrzebnego wypełnienia zależy od tego, jaki obiekt tworzysz. Jeśli tworzysz obiekt dla wyglądu, a nie dla wytrzymałości, 10-20% wypełnienia powinno wystarczyć. Z drugiej strony, jeśli potrzebujesz wytrzymałości, trwałości i funkcjonalności, 50-80% to dobra ilość wypełnienia.

W pozostałej części artykułu zagłębimy się w temat tego, jakie czynniki wpływają na to, ile wypełnienia potrzebujesz do swoich wydruków 3D oraz inne wskazówki, z których możesz skorzystać.

Co to jest Infill?

Kiedy drukujesz model 3D, jedną z rzeczy, która nie wymaga precyzji ani uwagi, jest sposób drukowania wnętrza. Z tego powodu nie musisz tworzyć całkowicie litego wnętrza modelu. Dlatego możesz użyć innego podejścia, aby wydrukować wnętrze w bardziej efektywny i skuteczny sposób.

Infill to trójwymiarowa struktura, która jest drukowana wewnątrz modelu, aby utrzymać ściany lub obwód modelu razem. Infill jest używany do nadania wytrzymałości drukowanemu modelowi przy użyciu niewielkiej ilości materiału. Może to być powtarzający się wzór, który może ułatwić drukowanie.

Jedną z głównych zalet infill jest to, że wnętrze może być drukowane w różnym stopniu zagłębienia. Czynnik ten można przedstawić w innym terminie zwanym gęstością infill.

Jeśli gęstość wypełnienia wynosi 0% oznacza to, że wydrukowany model jest całkowicie pusty, a 100% oznacza, że model jest całkowicie lity w środku. Poza utrzymaniem struktury, wypełnienie decyduje również o wytrzymałości konstrukcji.

To ile wypełnienia jest wymagane dla modelu drukowanego 3D zależy wyłącznie od rodzaju i funkcjonalności wydruku. Omówimy różne wypełnienia i różne wzory stosowane w różnych celach.

Różne gęstości wypełnienia dla różnych celów

Zastosowanie jako model lub element dekoracyjny

W przypadku budowy modelu do celów reprezentacyjnych lub wystawowych nie jest wymagana wytrzymałość modelu na duże obciążenia. Z tego powodu nie jest potrzebne wypełnienie, które jest zbyt mocne, aby utrzymać konstrukcję razem.

Gęstość wypełnienia używanego do tego celu może być wykonane około 10-20%. W ten sposób można zaoszczędzić materiał, jak również zrobić wymagany cel bez dawania problemów.

Najlepszym wzorem do wykorzystania w tym scenariuszu byłyby linie lub zygzak. Te wzory trzymają strukturę razem, zapewniając wytrzymałość, która jest wymagana do tego celu. Ponieważ są to bardzo proste wzory, można je łatwo wydrukować i zmniejsza to ogólny czas drukowania.

Niektórzy zalecają nawet użycie 5% wypełnienia dla większych wydruków, ale upewniając się, że używasz wzoru wypełnienia Lines. Możesz dodać więcej obwodów lub zwiększyć grubość ścian, aby dodać trochę wytrzymałości do modelu.

Sprawdźcie poniższy wydruk 3D autorstwa użytkownika serwisu Reddit.

7 godzin z 5% wypełnieniem z ender3

Standardowe modele 3D

Są to wydrukowane modele, które są używane po wydrukowaniu innym niż wystawa. Te wydruki wymagają większej wytrzymałości w porównaniu do poprzedniego i powinny być w stanie wytrzymać umiarkowane naprężenia. Oznacza to, że gęstość wypełnienia powinna być zwiększona do wartości około 15-50%.

Wzory takie jak tri-hexagons, siatki lub trójkąty są odpowiednie do tego celu. Te wzory są nieco bardziej skomplikowane niż linie i zig-zag. Stąd te wzory będą wymagały więcej czasu na wydrukowanie. W rzeczywistości, to zajmie te wzory 25% więcej czasu w porównaniu do poprzednich.

Możesz podzielić i zbadać właściwości każdego wzoru, ponieważ one również mają drobne różnice między sobą. Struktura siatki jest najprostsza i najsłabsza ze wszystkich trzech. Będąc prostą siatką może być szybko drukowana w porównaniu z resztą.

Ogromną zaletą wzoru trójkątnego jest jego zdolność do przenoszenia obciążeń, gdy są one przyłożone prostopadle do ścian. Wzór trójkątny może być stosowany w obszarach modelu z małymi elementami prostokątnymi, ponieważ wzór ten tworzy więcej połączeń ze ścianami w porównaniu do siatki w tych warunkach.

Tri-heksagon jest najsilniejszy ze wszystkich trzech i ma kombinację zarówno trójkątów, jak i sześciokątów. Włączenie sześciokąta do siatki czyni ją znacznie silniejszą. Widać to wyraźnie po tym, że plastry miodu używają tego samego wielokąta do swojej siatki.

Kolejną zaletą siatki trójkątnej jest to, że ulega mniejszym uszkodzeniom strukturalnym w porównaniu z innymi z powodu słabego chłodzenia. Dzieje się tak dlatego, że wszystkie krawędzie w tym wzorze są krótkie w porównaniu z pozostałymi, co pozostawia niewielką długość dla zginania i deformacji.

Funkcjonalne modele 3D

Są to drukowane modele, które są wykonane w określonym celu. Mogą być używane jako modele pomocnicze lub części zamienne.

Funkcjonalne modele 3D poddawane są dużym obciążeniom i muszą posiadać dobrą nośność. Oznacza to, że powinny zawierać wypełnienie spełniające te wymagania. W tym celu gęstość wypełnienia powinna wynosić około 50-80%.

Najlepsze wzory wypełnienia, które pokazują te ilości nośności są oktet, cubic, cubic subdivision, gyroid itp. wzór oktet jest powtarzanie struktury tetraedrycznej, która dostarcza siłę równomiernie do ścian w większości kierunków.

Najlepszym wzorem do obsługi stresu z każdego kierunku jest gyroid. Ma trójwymiarową falę jak struktura, która jest symetryczna we wszystkich kierunkach. To jest powód, że ten wzór wykazuje siłę we wszystkich kierunkach.

Struktura gyroidu wykazuje wyjątkową wytrzymałość przy małej gęstości. Jest to naturalnie występująca struktura, która znajduje się w skrzydłach motyli i w błonach niektórych komórek.

Modele elastyczne

Aby uzyskać elastyczność, należy zastanowić się nad materiałem do druku wypełnienia. Najlepszym rozwiązaniem byłoby tu użycie do tego celu PLA.

Gęstość wypełnienia w tym celu może wynosić od 0 do 100% w zależności od tego, jak bardzo potrzebujesz elastyczności. Różne wzory dostępne w tym celu to koncentryczne, krzyżowe, krzyżowe3D itp.

Concentric to wzór wypełnienia, który byłby falistym wzorem zarysu. Byłyby to koncentryczne kopie zarysu, które tworzą wypełnienie. Innym wzorem do tego celu jest krzyż. Jest to siatka 2D, która pozwala przestrzeni pomiędzy skręcaniem i zginaniem.

Koncentryczne i 2D wzory są bardzo elastyczne, ale jeśli chcesz coś, co jest trochę sztywne zbyt następnie najlepszą opcją będzie użycie wzoru o nazwie krzyż 3D. To wypełnienie ma nachylenie przez oś z, ale pozostaje taka sama w warstwie płaszczyzny 2D.

Zalety wypełniania terenu

Zwiększa szybkość drukowania

Drukarka 3D drukuje w warstwach, a każda warstwa składa się z 2 głównych części: wypełnienia i obrysu. Obrys jest obwodem warstwy, która staje się zewnętrzną powłoką lub ścianami modelu.

Podczas drukowania warstwy kontur wymaga dużej precyzji, ponieważ definiuje kształt obiektu. Natomiast wypełnienie, będące powtarzającym się wzorem, może być drukowane bez wcześniejszej precyzji, co oznacza, że może być drukowane szybko w ruchu tam i z powrotem.

Niskie zużycie materiału

Materiał użyty do wydruku modelu będzie największy, gdy zostanie on wydrukowany jako czysta bryła w środku. Nazywa się to wypełnieniem o gęstości 100% Infill Możemy zmniejszyć zużycie materiału do wydruku modelu 3D poprzez zastosowanie odpowiedniego wypełnienia. Gęstość wypełnienia możemy dobrać do naszych potrzeb.

Różne wzory do wyboru

Istnieje wiele wzorów do wyboru dla wypełnienia, to daje nam opcje do wyboru w zależności od naszych potrzeb. Różne wzory posiadają różne właściwości i możemy je wykorzystać odpowiednio. Wzór jest często wybierany przez rozważenie następujących czynników-.

• Kształt modelu - Możesz wybrać dowolny wzór dla obiektu. Optymalnym rozwiązaniem byłoby tutaj wybranie tego, który daje maksymalną wytrzymałość przy najmniejszej ilości materiału dla tego konkretnego kształtu modelu. Jeśli robisz okrągłe lub cylindryczne rozwiązanie najlepszym wzorem do utrzymania go razem byłoby wybranie koncentrycznego wzoru, takiego jak archi lub octa.
• Elastyczność - jeśli nie jesteś za siłą lub sztywnością; wtedy musisz wybrać wzór wypełnienia, który pozwala na elastyczność jak koncentryczne wzory, krzyż lub krzyż 3D. Istnieją wzory dla ogólnej elastyczności i takie, które są dedykowane dla elastyczności w konkretnym wymiarze.
• Siła modelu - wzory odgrywają ogromną rolę w ustalaniu siły modelu. Niektóre wzory, takie jak gyroid, cubic lub octet są dość silne. Te wzory mogą dać więcej siły modelowi niż inne wzory przy tej samej gęstości wypełnienia.
• Wykorzystanie materiału - Niezależnie od gęstości wypełnienia, niektóre wzory są zaprojektowane w taki sposób, że jest ono ciasno upakowane, podczas gdy niektóre są luźno związane dając dużo wolnej przestrzeni.

Efektywne wykorzystanie Infill

Kąt nachylenia druku wypełniającego

Podczas drukowania wypełnienia należy wziąć pod uwagę różne rzeczy. Jedną z nich jest kąt, pod jakim drukowane jest wypełnienie.

Jeśli zauważysz, w większości wydruków kąt wydruku wynosi zawsze 45 stopni. Dzieje się tak dlatego, że przy kącie 45 stopni zarówno silnik X jak i Y pracują z równą prędkością. Zwiększa to szybkość wykonania wypełnienia.

Czasami będziesz w sytuacji, w której zmiana kąta nachylenia wypełnienia może wzmocnić niektóre słabe części, ale zmiana kąta zmniejszy prędkość. Najlepszym rozwiązaniem, aby uniknąć tego problemu, będzie ustawienie modelu w odpowiedniej linii z wypełnieniem w samym programie do krojenia.

Wypełnienie Zakładka

Mocniejsze związanie infillu ze ścianą można uzyskać zwiększając wartość infill overlap. Infill overlap to parametr, który po zwiększeniu zwiększa przecięcie infillu z wewnętrzną ścianą obrysu.

Gradient i stopniowe wypełnianie

Jeśli chcesz, aby wypełnienie było mocniejsze w kierunku ścian wydruku 3D, to najlepszym sposobem na to jest użycie wypełnienia gradientowego. W wypełnieniu gradientowym gęstość wypełnienia zmienia się w płaszczyźnie XY. Gęstość wypełnienia staje się większa w miarę zbliżania się do obrysu modelu.

Jest to jeden z najbardziej efektywnych sposobów dodania większej wytrzymałości do modelu. Jedynym minusem tego podejścia jest to, że zajmuje ono więcej czasu na druk.

Istnieje podobny rodzaj druku zwany stopniowym wypełnieniem, w którym gęstość wypełnienia zmienia się poprzez oś Z.

Grubość wypełnienia

Użyj grubego wypełnienia, aby uzyskać większą wytrzymałość i sztywność. Drukowanie bardzo cienkiego wypełnienia sprawi, że konstrukcja będzie podatna na uszkodzenia pod wpływem naprężeń.

Różnorodne gęstości wypełnienia

Niektóre z nowych programów do druku 3D wyposażone są w potężne narzędzia umożliwiające wielokrotną zmianę gęstości wypełnienia w jednym modelu.

Jedną z głównych zalet tej metody jest inteligentne wykorzystanie materiału w miejscach, które wymagają wytrzymałości w modelu. Tutaj nie trzeba stosować dużej gęstości wypełnienia przez cały model, aby mocno trzymać tylko jeden fragment wydruku.