Vzory výplní sa pri 3D tlači dajú ľahko prehliadnuť, ale majú veľký vplyv na kvalitu. Vždy ma zaujíma, ktorý vzor výplne je najsilnejší, preto píšem tento príspevok, aby som naň odpovedal a podelil sa oň s ostatnými nadšencami 3D tlače.

Ktorý vzor výplne je teda najsilnejší? Závisí to od použitia vašej 3D tlače, ale vo všeobecnosti je voštinový vzor najsilnejším všestranným vzorom výplne. Technicky povedané, pravouhlý vzor je najsilnejším vzorom, keď sa zohľadňuje smer sily, ale slabým v opačnom smere.

Neexistuje jeden univerzálny vzor výplne, čo je dôvod, prečo existuje toľko vzorov výplne, pretože niektoré sú lepšie ako iné v závislosti od funkčnosti.

Čítajte ďalej a získajte ďalšie informácie o pevnosti výplňového vzoru a ďalších dôležitých faktoroch pevnosti dielca.

Ak vás zaujímajú niektoré z najlepších nástrojov a príslušenstva pre 3D tlačiarne, môžete ich ľahko nájsť tak, že sa pozriete na Amazon. Vyfiltroval som niektoré z najlepších produktov, tak si ich dobre prezrite.

Aký je najsilnejší vzor výplne?

V štúdii z roku 2016 sa zistilo, že kombinácia pravouhlého vzoru so 100 % výplňou vykazuje najvyššiu pevnosť v ťahu s hodnotou 36,4 Mpa.

Toto bol len test, takže by ste nemali používať 100 % výplň, ale ukazuje skutočnú účinnosť tohto vzoru výplne.

Najsilnejším vzorom výplne je rektilineárny vzor, ale iba ak je zarovnaný so smerom sily, má svoje slabé stránky, takže na to nezabúdajte.

Keď hovoríme o konkrétnom smere pôsobenia sily, pravouhlý vzor výplne je veľmi silný v smere pôsobenia sily, ale oveľa slabší proti smeru pôsobenia sily.

Prekvapivo je pravouhlý vzor výplne veľmi efektívny z hľadiska spotreby plastu, takže sa tlačí rýchlejšie ako voština (o 30 % rýchlejšie) a niekoľko ďalších vzorov.

Najlepší všestranný vzor výplne je voštinový, inak známy ako kockový.

Honeycomb (kocka) je pravdepodobne najobľúbenejší vzor výplne pre 3D tlač. Veľa používateľov 3D tlačiarní ho odporučí, pretože má také skvelé vlastnosti a charakteristiky. Používam ho na veľa svojich výtlačkov a nemám s ním žiadne problémy.

Voština má menšiu pevnosť v smere pôsobenia sily, ale má rovnakú pevnosť vo všetkých smeroch, vďaka čomu je technicky celkovo silnejšia, pretože môžete tvrdiť, že ste tak silní, ako je silný váš najslabší článok.

Vzor voštinovej výplne nielenže vyzerá esteticky, ale je široko používaný v mnohých aplikáciách kvôli pevnosti. Dokonca aj kompozitné sendvičové panely leteckej triedy obsahujú voštinový vzor vo svojich častiach, takže viete, že si zaslúžil svoje pruhy.

Majte na pamäti, že letecký priemysel používa tento vzor výplne najmä kvôli výrobnému procesu, nie kvôli pevnosti. Je to najsilnejšia výplň, akú môžu použiť vzhľadom na svoje zdroje, inak by mohli použiť vzor Gyroid alebo Cubic.

Pri niektorých materiáloch môže byť dosť ťažké použiť niektoré vzory výplní, takže sa snažia využiť to najlepšie, čo sa dá.

Honeycomb využíva veľa pohybu, čo znamená, že sa tlačí pomalšie.

Aký je váš obľúbený vzor výplne? od 3Dprinting

Používateľ vykonal testy, aby zistil vplyv vzorov výplne na mechanické vlastnosti, a zistil, že najlepšie sú lineárne alebo diagonálne vzory (lineárne naklonené o 45°).

Pri použití nižších percent výplne nebol veľký rozdiel medzi lineárnymi, diagonálnymi alebo dokonca šesťuholníkovými (voštinovými) vzormi, a keďže voština je pomalšia, nie je dobré ju používať pri nízkych hustotách výplne.

Pri vyšších percentách výplne vykazoval šesťuholníkový materiál podobnú mechanickú pevnosť ako lineárny, zatiaľ čo diagonálny materiál vykazoval v skutočnosti o 10 % vyššiu pevnosť ako lineárny.

Zoznam najsilnejších vzorov výplní

Máme vzory výplní, ktoré sú známe ako 2D alebo 3D.

Mnoho ľudí použije 2D výplne pre priemerný výtlačok, niektoré môžu byť rýchle výplne, ktoré sa používajú pre slabšie modely, ale stále tam máte silné 2D výplne.

K dispozícii máte aj štandardné 3D výplne, ktoré sa používajú na to, aby boli vaše 3D výtlačky nielen pevnejšie, ale aj silnejšie vo všetkých smeroch pôsobenia sily.

Ich tlač trvá dlhšie, ale majú veľký vplyv na mechanickú pevnosť 3D tlačených modelov, čo je skvelé pre funkčné výtlačky.

Je dobré mať na pamäti, že existuje veľa rôznych rezacích strojov, ale či už používate Cura, Simplify3D, Slic3r, Makerbot alebo Prusa, budú existovať verzie týchto silných výplňových vzorov, ako aj niektoré vlastné vzory.

Najsilnejšie vzory výplní sú:

• Mriežka - 2D výplň
• Trojuholníky - 2D výplň
• Tri-Hexagon - 2D výplň
• Cubic - 3D výplň
• Cubic (delenie) - 3D výplň a používa menej materiálu ako Cubic
• Oktet - 3D výplň
• Quarter Cubic - 3D výplň
• Gyroid - Zvýšená sila pri nižšej hmotnosti

Gyroid a rectilinear sú ďalšie dve skvelé voľby, ktoré sú známe vysokou pevnosťou. Gyroid môže mať problémy s tlačou, keď je hustota výplne nízka, takže to bude vyžadovať niekoľko pokusov a omylov, aby ste dosiahli správny výsledok.

Kubické delenie je typ, ktorý je veľmi pevný a zároveň sa rýchlo tlačí. Má úžasnú pevnosť v 3 rozmeroch a dlhé rovné tlačové dráhy, vďaka ktorým sa rýchlejšie vyplňujú vrstvy.

Aké je najsilnejšie percento výplne

Ďalším dôležitým faktorom pre pevnosť dielov je percentuálny podiel výplne, ktorý dodáva dielom väčšiu štrukturálnu integritu.

Ak sa nad tým zamyslíte, všeobecne platí, že čím viac plastu je v strede súčiastky, tým je pevnejšia, pretože sila musí preraziť viac hmoty.

Zrejmou odpoveďou je, že 100 % výplň bude najpevnejším percentom výplne, ale je toho viac. Musíme vyvážiť čas tlače a materiál s pevnosťou dielov.

Priemerná hustota výplne, ktorú používatelia 3D tlačiarní používajú, je 20 %, čo je aj predvolená hodnota v mnohých programoch na rezanie.

Je to skvelá hustota výplne pre diely, ktoré sa vyrábajú pre vzhľad a ktoré nie sú nosné, ale pre funkčné diely, ktoré potrebujú pevnosť, môžeme ísť určite vyššie.

Je dobré vedieť, že keď sa dostanete na veľmi vysoký podiel vlákna, napríklad 50 %, jeho pevnosť sa výrazne znižuje.

Prekročenie 75 % je väčšinou zbytočné, takže na to pamätajte skôr, ako začnete plytvať vláknom. Vaše diely sú tiež ťažšie, čo by mohlo zvýšiť pravdepodobnosť ich zlomenia z dôvodu fyziky a sily, pretože hmotnosť x zrýchlenie = čistá sila.

Aký je najrýchlejší vzor výplne?

Najrýchlejším vzorom výplne je vzor čiar, ktorý ste mohli vidieť na videách a obrázkoch.

Ide pravdepodobne o najobľúbenejší vzor výplne, ktorý je predvolený v mnohých programoch na krájanie. Má slušnú pevnosť a používa malé množstvo vlákna, takže je to najrýchlejší vzor výplne, okrem toho, že nemá žiadny vzor.

Aké ďalšie faktory robia 3D výtlačky silnými?

Hoci ste sem prišli hľadať vzory výplní pre pevnosť, hrúbka steny alebo počet stien má väčší vplyv na pevnosť dielu a existuje mnoho ďalších faktorov. Skvelým zdrojom informácií o pevných 3D výtlačkoch je tento príspevok na GitHube.

V skutočnosti existuje celkom zaujímavý produkt, ktorý dokáže spevniť vaše 3D vytlačené diely a ktorý implementujú niektorí používatelia 3D tlačiarní. Nazýva sa Smooth-On XTC-3D High Performance Coating.

Vyrába sa na dosiahnutie hladkého povrchu 3D výtlačkov, ale zároveň má za následok, že 3D diely sú o niečo pevnejšie, pretože pridáva vrstvu okolo vonkajšej strany.

Kvalita vlákna

Nie všetky filamenty sú vyrobené rovnako, takže sa uistite, že si zaobstaráte filamenty od renomovanej a dôveryhodnej značky, aby ste dosiahli najlepšiu kvalitu. Nedávno som uverejnil príspevok o tom, ako dlho vydržia 3D vytlačené diely, v ktorom sú informácie o tejto téme, takže si ho môžete pozrieť.

Zmes vlákien/kompozitov

Mnohé vlákna boli vyvinuté tak, aby boli pevnejšie, čo môžete využiť. Namiesto bežného PLA sa môžete rozhodnúť pre PLA plus alebo PLA, ktorý je zmiešaný s inými materiálmi, ako je drevo, uhlíkové vlákna, meď a mnohé ďalšie.

Mám príručku Ultimate Filament Guide, ktorá obsahuje podrobné informácie o mnohých rôznych filamentových materiáloch.

Orientácia na tlač

Ide o jednoduchú, ale prehliadanú metódu, ktorá môže posilniť vaše výtlačky. Slabými miestami vašich výtlačkov budú vždy línie vrstiev.

Informácie z tohto malého experimentu by vám mali pomôcť lepšie pochopiť, ako umiestniť svoje diely na tlač. Môže to byť také jednoduché, ako otočenie dielu o 45 stupňov, aby ste viac ako zdvojnásobili silu tlače.

Alebo ak vám nevadí nadmerná spotreba materiálu a dlhý čas tlače, nemôžete urobiť chybu s konfiguráciou hustoty tlače "solid".

Existuje špeciálny termín nazývaný anizotropný, ktorý znamená, že objekt má väčšinu svojej pevnosti v smere XY a nie v smere Z. V niektorých prípadoch môže byť napätie v osi Z 4-5-krát slabšie ako napätie v osi XY.

Časti 1 a 3 boli najslabšie, pretože smer vzoru výplne bol rovnobežný s okrajmi objektu. To znamená, že hlavná pevnosť časti pochádzala zo slabej pevnosti lepenia PLA, čo v prípade malých častí bude veľmi málo.

Jednoduché otočenie súčiastky o 45 stupňov dokáže dodať vytlačeným súčiastkam dvojnásobnú pevnosť.

Počet škrupín/perimetrov

Škrupiny sú definované ako všetky vonkajšie časti alebo v blízkosti vonkajšej strany modelu, ktoré sú obrysmi alebo vonkajšími obvodmi každej vrstvy. Zjednodušene povedané, ide o počet vrstiev na vonkajšej strane výtlačku.

Škrupiny majú obrovský vplyv na pevnosť súčiastky, pričom pridaním len jednej škrupiny navyše by sa technicky mohla dosiahnuť rovnaká pevnosť súčiastky, ako keby sa na 3D tlačenej súčiastke pridalo 15 % výplne navyše.

Pri tlači sú škrupiny časti, ktoré sa tlačia ako prvé pre každú vrstvu. Majte na pamäti, že týmto postupom sa samozrejme predĺži čas tlače, takže je to určitý kompromis.

Hrúbka škrupiny

Okrem pridávania škrupín do výtlačkov môžete zväčšiť hrúbku škrupiny, aby ste zvýšili pevnosť dielov.

Toto sa robí často, keď je potrebné diely obrúsiť alebo dodatočne spracovať, pretože sa tým diel opotrebuje. Väčšia hrúbka škrupiny vám umožní diel obrúsiť a mať pôvodný vzhľad modelu.

Hrúbka plášťa sa zvyčajne hodnotí ako násobok priemeru trysky, najmä preto, aby sa zabránilo nedokonalostiam tlače.

Do hry vstupuje aj počet stien a hrúbka stien, ktoré sú však už technicky súčasťou plášťa a sú jeho vertikálnymi časťami.

Nadmerné vytláčanie

Približne 10-20 % nadmerné vytláčanie v nastaveniach dodá vašim dielom väčšiu pevnosť, ale zníži sa estetika a presnosť. Nájdenie prietoku, s ktorým budete spokojní, môže trvať niekoľko pokusov a omylov, takže ho využite vo svoj prospech.

Menšie vrstvy

Spoločnosť My3DMatter zistila, že nižšia výška vrstvy oslabuje 3D vytlačený objekt, hoci to nie je jednoznačné a pravdepodobne má na toto tvrdenie vplyv mnoho premenných.

Kompromisom je však to, že prechod z 0,4 mm trysky na 0,2 mm trysku zdvojnásobí čas tlače, čomu by sa väčšina ľudí vyhla.

Pre skutočne pevný 3D vytlačený diel by ste mali mať dobrý vzor a percentuálny podiel výplne, pridať pevné vrstvy na stabilizáciu štruktúry výplne, pridať viac obvodov do hornej a dolnej vrstvy, ako aj do vonkajšej časti (škrupiny).

Po spojení všetkých týchto faktorov získate mimoriadne odolný a pevný diel.

Ak máte radi skvelú kvalitu 3D výtlačkov, určite si zamilujete súpravu nástrojov na 3D tlačiareň AMX3d Pro Grade od spoločnosti Amazon. Je to základná súprava nástrojov na 3D tlač, ktorá vám poskytne všetko, čo potrebujete na odstránenie, vyčistenie & dokončenie vašich 3D výtlačkov.

Poskytuje vám možnosť:

• Jednoduché čistenie 3D výtlačkov - 25-dielna súprava s 13 čepeľami nožov a 3 rukoväťami, dlhou pinzetou, ihlovými kliešťami a lepiacou tyčinkou.
• Jednoduché odstránenie 3D výtlačkov - prestaňte poškodzovať svoje 3D výtlačky pomocou jedného z 3 špecializovaných nástrojov na odstránenie
• Dokonale dokončite svoje 3D výtlačky - trojdielna kombinácia presných škrabiek, kliešťov a nožov so 6 nástrojmi sa dostane aj do malých štrbín, aby ste dosiahli skvelú povrchovú úpravu
• Staňte sa profesionálom v 3D tlači!