Наполнитель - один из ключевых параметров при 3D-печати, но мне было интересно, сколько наполнителя нужно при печати. Я провел небольшое исследование и выяснил несколько хороших процентов наполнителя, о которых я расскажу в этой статье.

Количество наполнителя зависит от того, какой объект вы создаете. Если вы создаете объект для внешнего вида, а не для прочности, то 10-20% наполнителя будет достаточно. С другой стороны, если вам нужна прочность, долговечность и функциональность, то 50-80% - это хорошее количество наполнителя.

В оставшейся части статьи мы подробно рассмотрим, какие факторы влияют на то, сколько наполнителя вам нужно для 3D-печати, и другие советы, которые вы можете использовать.

Что такое инфилл?

При печати 3D-модели одна вещь, которая не требует точности и внимания, - это способ печати интерьера. По этой причине вам не нужно делать полностью цельный интерьер для модели. Вот почему вы можете использовать другой подход для печати интерьера более эффективным и действенным способом.

Наполнитель - это трехмерная структура, которая печатается внутри модели для удержания стенок или периметра модели вместе. Наполнитель используется для придания прочности печатной модели с использованием небольшого количества материала. Это может быть повторяющийся рисунок, который облегчает печать.

Одним из основных преимуществ infill является то, что интерьер может быть напечатан с различной степенью пустотности. Этот фактор может быть представлен в другом термине, называемом плотностью infill.

Если плотность заполнения составляет 0%, это означает, что печатная модель полностью полая, а 100% означает, что модель полностью твердая внутри. Помимо удержания конструкции, заполнение определяет также прочность конструкции.

Сколько наполнителя требуется для 3D-печатной модели, зависит только от типа и функциональности печати. Мы обсудим различные наполнители и различные шаблоны, используемые для разных целей.

Различная плотность застройки для различных целей

Использование в качестве модели или декоративного элемента

Для создания модели для представления или выставки не требуется, чтобы модель была прочной и выдерживала большие нагрузки. По этой причине вам не нужен слишком прочный наполнитель, чтобы удержать конструкцию вместе.

Плотность наполнителя, используемого для этой цели, может составлять около 10-20%. Таким образом, вы сможете сэкономить материал, а также выполнить требуемую задачу без проблем.

В этом случае лучше всего использовать линии или зиг-заг. Эти узоры удерживают структуру вместе, обеспечивая необходимую для этого прочность. Поскольку это очень простые узоры, их можно легко напечатать, и это сокращает общее время печати.

Некоторые рекомендуют использовать даже 5% наполнителя для больших отпечатков, но при этом обязательно использовать рисунок наполнителя Lines. Вы можете добавить больше периметра или увеличить толщину стенок, чтобы придать модели прочность.

Посмотрите на 3D-печать, сделанную пользователем Reddit.

7 часов с 5% наполнением от ender3

Стандартные 3D модели

Это печатные модели, которые используются после печати помимо выставки. Эти отпечатки требуют большей прочности по сравнению с предыдущими и должны выдерживать умеренные нагрузки. Это означает, что плотность заполнения должна быть увеличена до значения около 15-50%.

Для этой цели подходят такие узоры, как три шестиугольника, сетка или треугольники. Эти узоры немного сложнее, чем линии и зиг-заг. Следовательно, для их печати потребуется больше времени. Фактически, для этих узоров потребуется на 25% больше времени по сравнению с предыдущими.

Вы можете разделить и изучить свойства каждого шаблона, так как они тоже имеют незначительные различия между собой. Структура сетки - самая простая и самая слабая из всех трех. Будучи простой сеткой, она может быть быстро распечатана по сравнению с остальными.

Огромным преимуществом треугольного узора является его способность выдерживать нагрузку при перпендикулярном приложении к стенам. Треугольный узор можно использовать на участках модели с небольшими прямоугольными элементами, так как этот узор обеспечивает большую связь со стенами по сравнению с сеткой при таких условиях.

Три-шестиугольник - самый сильный из всех трех, в нем сочетаются как треугольники, так и шестиугольники. Включение шестиугольника в сетку делает ее намного сильнее. Это видно из того, что соты используют один и тот же многоугольник для своей сетки.

Еще одним преимуществом сетки из трех шестиугольников является то, что она подвергается меньшим структурным повреждениям по сравнению с другими из-за плохого охлаждения. Это происходит потому, что все ребра в этой схеме короткие по сравнению с остальными, что оставляет небольшую длину для изгиба и деформации.

Функциональные 3D-модели

Это печатные модели, которые создаются с определенной целью. Они могут использоваться в качестве вспомогательных моделей или запасных частей.

Функциональные 3D-модели подвергаются большим нагрузкам и должны обладать хорошей несущей способностью. Это означает, что они должны содержать наполнитель для выполнения этих требований. Для этого плотность наполнителя должна составлять около 50-80%.

Лучшие схемы заполнения, которые демонстрируют такую несущую способность, - это октет, куб, кубическое подразделение, гироид и т.д. Схема октет представляет собой повторяющуюся тетраэдрическую структуру, которая равномерно обеспечивает прочность стен в большинстве направлений.

Лучшая модель, способная справиться с нагрузкой с любого направления, - гироидная. Она имеет трехмерную волнообразную структуру, симметричную во всех направлениях. Именно поэтому эта модель демонстрирует силу во всех направлениях.

Гироидная структура демонстрирует исключительную прочность при низкой плотности. Это естественно встречающаяся структура, которую можно найти в крыльях бабочек и в мембранах некоторых клеток.

Гибкие модели

Для достижения гибкости необходимо учитывать материал для печати наполнителя. Лучшим решением здесь будет использование PLA для этой цели.

Плотность заполнения для этой цели может быть в пределах 0-100% в зависимости от того, какая гибкость вам необходима. Для этой цели доступны различные узоры: концентрический, крест, крест3D и т.д.

Концентрический - это узор для заполнения, который представляет собой рябь, подобную контуру. Это концентрические копии контура, которые составляют заполнение. Другой узор для этой цели - крест. Это двухмерная сетка, которая пропускает пространство между ними, скручиваясь и изгибаясь.

Концентрические и 2D узоры очень гибкие, но если вам нужно что-то немного жесткое, то лучшим вариантом будет использование узора под названием крест 3D. Этот заполнитель имеет наклон по оси z, но остается неизменным в слое 2D плоскости.

Преимущества инфилла

Увеличивает скорость печати

Поскольку наполнитель представляет собой повторяющийся трехмерный рисунок, его легко печатать. 3D-принтер печатает слоями, и каждый слой состоит из двух основных частей: наполнителя и контура. Контур - это периметр слоя, который становится внешней оболочкой или стенками печатной модели.

При печати слоя контур требует высокой точности, так как он определяет форму объекта. В то же время заливка, представляющая собой повторяющийся рисунок, может быть напечатана без прежней точности. Это означает, что она может быть напечатана быстро, движениями "туда-сюда".

Низкое потребление материала

Материал, используемый для печати модели, будет самым высоким, когда она печатается в виде чистого твердого тела внутри. Это называется заполнением со 100% плотностью заполнения. Мы можем уменьшить использование материала для печати 3D-модели, используя подходящее заполнение. Мы можем выбрать плотность заполнения в соответствии с нашими потребностями.

Различные узоры на выбор

Существует множество узоров, которые можно выбрать для наполнителя, что дает нам возможность выбирать в соответствии с нашими потребностями. Разные узоры обладают различными свойствами, и мы можем использовать их соответственно. Узор часто выбирается с учетом следующих факторов -

• Форма модели - Вы можете выбрать любой узор для объекта. Оптимальным решением здесь будет выбрать тот, который обеспечивает максимальную прочность при наименьшем количестве материала для данной формы модели. Если вы делаете круглую или цилиндрическую модель, то лучшим узором для ее удержания будет концентрический узор, например, арки или окта.
• Гибкость - если вам не нужна прочность или жесткость, то вам нужно выбрать рисунок наполнителя, который обеспечивает гибкость, например, концентрический рисунок, крест или крест 3D. Существуют рисунки для общей гибкости и рисунки, предназначенные для гибкости в определенном измерении.
• Прочность модели - узоры играют огромную роль в определении прочности модели. Некоторые узоры, такие как гироидный, кубический или октет, являются довольно прочными. Эти узоры могут придать модели большую прочность, чем другие узоры при одинаковой плотности заполнения.
• Использование материала - Независимо от плотности заполнения, некоторые детали разработаны таким образом, что они плотно упакованы, в то время как некоторые скреплены неплотно, оставляя много свободного пространства.

Эффективное использование территории под застройку

Угол наклона набивки

При печати вставки необходимо учитывать различные факторы, одним из которых является угол, под которым печатается вставка.

Если вы заметили, в большинстве отпечатков угол печати всегда составляет 45 градусов. Это связано с тем, что при угле 45 градусов оба двигателя X и Y работают с одинаковой скоростью. Это увеличивает скорость выполнения заливки.

Иногда возникает ситуация, когда изменение угла наклона заливки может укрепить некоторые слабые части. Но изменение угла приведет к снижению скорости. Лучшим решением, чтобы избежать этой проблемы, будет позиционирование модели в правильном положении относительно заливки в самой программе для нарезки.

Перекрытие

Вы можете добиться более прочного сцепления облицовки со стеной, увеличив значение параметра Infill overlap. Infill overlap - это параметр, который при увеличении увеличивает пересечение облицовки с внутренней стеной контура.

Уклон и постепенное заполнение

Если вы хотите, чтобы заливка сильнее прижималась к стенкам 3D-печати, то лучше всего для этого использовать градиентную заливку. При градиентной заливке плотность заливки меняется в плоскости XY. Плотность заливки становится выше по мере приближения к контуру модели.

Это один из самых эффективных способов придания модели большей прочности. Единственным недостатком этого подхода является то, что он требует больше времени на печать.

Существует аналогичный тип печати, называемый постепенным заполнением, при котором плотность заполнения изменяется по оси Z.

Толщина наполнителя

Используйте толстый наполнитель, чтобы получить большую прочность и жесткость. Если использовать очень тонкий наполнитель, конструкция будет подвержена повреждениям под нагрузкой.

Различные плотности застройки

Некоторые из новых программ для 3D-печати оснащены мощными инструментами для многократного изменения плотности заполнения в одной модели.

Одним из главных преимуществ этого метода является разумное использование материала в тех местах модели, где требуется прочность. Здесь не нужно использовать высокую плотность заливки по всей модели, чтобы прочно удерживать только одну часть отпечатка.