Vzorci polnil so pri 3D tiskanju včasih spregledani, saj so le en del številnih nastavitev za vaše izpise. Obstaja več vzorcev polnil, vendar sem se ob pregledu seznama vprašal, kateri vzorec polnil je najboljši pri 3D tiskanju?

Najboljši vzorec polnila za 3D tiskanje je šestkotna oblika, kot je Cubic, če želite dobro razmerje med hitrostjo in trdnostjo. Ko določite funkcijo svojega 3D natisnjenega dela, se bo najboljši vzorec polnila razlikoval. Za hitrost je najboljši vzorec polnila vzorec Lines, za trdnost pa Cubic.

Vzorci zapolnjevanja so nekoliko bolj zapleteni, kot sem se sprva zavedal, zato bom podrobneje opisal osnove posameznih vzorcev zapolnjevanja in tudi to, kateri vzorci so po mnenju ljudi najmočnejši, najhitrejši in vsestranski zmagovalci.

Katere vrste vzorcev zapolnitve obstajajo?

Če pogledamo Curo, najbolj priljubljeno programsko opremo za rezanje, so na voljo naslednje možnosti vzorcev zapolnitve, skupaj z nekaterimi vizualnimi prikazi in koristnimi informacijami.

• Mreža
• Vrstice
• Trikotnik
• Tri-šestkotni
• Kubični
• Kubična podrazdelitev
• Oktet
• Četrtina kubičnega
• Koncentrični
• Cikcak
• Cross
• Cross3D
• Gyroid

Kaj je Grid Infill?

Ta vzorec zapolnitve ima prečni vzorec, ki tvori dva pravokotna niza črt, ki na sredini tvorita kvadrate.

• Velika moč v navpični smeri
• Dobra trdnost v smeri na oblikovanih linijah
• Šibkejši v diagonalni smeri
• Ustvari dokaj dobro, gladko zgornjo površino

Kaj so črte/rektilinearno zapolnjevanje?

Vzorec Črte ustvari več vzporednih črt čez objekt, pri čemer se smeri v posamezni plasti izmenjujejo. Tako so v eni plasti črte v eno smer, v naslednji plasti pa v drugo. Vzorec je zelo podoben vzorcu Mreža, vendar je med njima razlika.

• Običajno šibka v navpični smeri
• Zelo šibka v vodoravni smeri, razen v smeri črt
• To je najboljši vzorec za gladko zgornjo površino

V nadaljevanju je prikazan primer, kako se razlikujeta vzorca Lines in Grid, pri čemer so smeri zapolnitve privzete pri 45° & amp; -45°.

Linije (pravokotne) zapolnitve:

Plast 1: 45° - diagonalna desna smer

Plast 2: -45° - diagonalna leva smer

Plast 3: 45° - diagonalna desna smer

Sloj 4: -45° - diagonalna leva smer

Zapolnitev z mrežo:

Plast 1: 45° in -45°

Plast 2: 45° in -45°

Plast 3: 45° in -45°

Sloj 4: 45° in -45°

Kaj je Triangle Infill?

To je precej samoumevno; gre za vzorec zapolnjevanja, pri katerem se v različnih smereh ustvarijo trije sklopi črt, ki tvorijo trikotnike.

• ima enako moč v vsaki vodoravni smeri
• Velika odpornost na striženje
• Težave s prekinitvami pretoka, zato imajo visoke gostote polnil nizko relativno trdnost.

Kaj je tri-heksagonalni polnilo?

Ta vzorec zapolnitve ima mešanico trikotnikov in šestkotnih oblik, ki so razporejene po celotnem objektu. To doseže tako, da ustvari tri sklope črt v treh različnih smereh, vendar tako, da se med seboj ne križajo na istem mestu.

• Zelo močan v vodoravni smeri
• Enaka moč v vsaki vodoravni smeri
• Velika odpornost na striženje
• Za enakomerno zgornjo površino je potrebnih več zgornjih plasti kože.

Kaj je kubični polnilnik?

Vzorec Cubic ustvarja kocke, ki so naslovljene in zložene, s čimer se ustvari tridimenzionalni vzorec. Te kocke so usmerjene tako, da stojijo na vogalih, zato jih je mogoče natisniti, ne da bi segale čez notranje površine.

• Enaka moč v vseh smereh, tudi navpično.
• Precej dobra splošna moč v vseh smereh
• Pri tem vzorcu je blaženje manjše, saj ne nastanejo dolgi navpični žepi.

Kaj je zapolnitev kubičnih podrazdelkov?

Tudi vzorec Cubic Subdivision ustvarja kocke in tridimenzionalni vzorec, vendar ustvarja večje kocke proti sredini predmeta. To se naredi tako, da so najpomembnejša območja za trdnost dobro zapolnjena, hkrati pa se prihrani material tam, kjer je zapolnitev najmanj učinkovita.

Gostoto zapolnitve je treba pri tem vzorcu povečati, saj je lahko v srednjih območjih zelo nizka. Deluje tako, da se ustvari serija 8 razdeljenih kock, nato pa se kocke, ki zadenejo stene, razdelijo, dokler se ne doseže razdalja linije zapolnitve.

• Najboljši in najmočnejši vzorec glede na težo in čas tiskanja (razmerje med močjo in težo)
• Enaka moč v vseh smereh, tudi navpično.
• Zmanjšuje tudi učinke vzglavnikov
• Večja gostota zapolnitve pomeni, da se zapolnitve ne smejo kazati skozi stene.
• Ima veliko vlekcev, ni primeren za fleksibilne ali manj viskozne (tekoče) materiale.
• Čas rezanja je relativno daljši

Kaj je zapolnitev okteta?

Vzorec zapolnitve Oktet je še en tridimenzionalni vzorec, ki ustvarja mešanico kock in pravilnih tetraedrov (trikotnih piramid). Ta vzorec vsake toliko časa ustvari več linij zapolnitve, ki se nahajajo druga ob drugi.

• Ima močan notranji okvir, zlasti na mestih, kjer so sosednje linije
• Modeli s srednjo debelino (približno 1 cm/0,39″) se dobro obnesejo z vidika trdnosti
• Prav tako ima manjši učinek vzglavnikov, saj se ne ustvarjajo dolgi navpični zračni žepi.
• Proizvaja slabe površine vrhunske kakovosti

Kaj je četrt kubičnega polnila?

Razlaga četrtine kocke je nekoliko bolj zapletena, vendar je precej podobna zapolnitvi okteta. Gre za tridimenzionalni vzorec ali tesalacijo (tesna razporeditev oblik), sestavljen iz tetraedrov in skrajšanih tetraedrov. Tako kot pri oktetu se tudi pri njej vsake toliko časa postavi več linij zapolnitve druga ob drugi.

• Velike obremenitve razpršijo težo na notranjo strukturo
• Okvir je usmerjen v dve različni smeri, zaradi česar sta posamezno šibka.
• Velika relativna trdnost za modele z majhno debelino (nekaj mm)
• Zmanjšan učinek vzglavnika pri zgornjih plasteh, ker ne nastajajo dolgi navpični zračni žepi.
• Premostitvena razdalja za ta vzorec je dolga, zato lahko negativno vpliva na kakovost zgornje površine.

Kaj je koncentrična zapolnitev?

Koncentrični vzorec zapolnitve preprosto ustvari vrsto notranjih robov, ki so vzporedni z obodom predmeta.

• Pri 100-odstotni gostoti zapolnitve je to najmočnejši vzorec, saj se črte ne križajo.
• Odličen za prilagodljive odtise, saj je šibek in enakomeren v vseh vodoravnih smereh
• ima večjo moč v navpični smeri v primerjavi z vodoravno.
• Najšibkejši vzorec polnila, če ne uporabljate 100-odstotne gostote polnila, saj ni vodoravne trdnosti.
• 100-odstotna gostota polnila se bolje obnese pri neokroglih oblikah

Kaj je cikcak polnilo?

Vzorec cikcak preprosto ustvari sam vzorec, kot je poimenovan. Zelo je podoben vzorcu črte, vendar je razlika v tem, da so črte povezane v eno dolgo linijo, zaradi česar je manj prekinitev pretoka. Uporablja se predvsem v podpornih strukturah.

• Pri uporabi 100-odstotne gostote polnila je ta vzorec drugi najmočnejši.
• Boljše za okrogle oblike v primerjavi s koncentričnim vzorcem pri 100-odstotnem deležu zapolnitve
• Eden najboljših vzorcev za gladko zgornjo površino, saj je razdalja med črtami zelo majhna.
• ima šibko trdnost v navpični smeri, saj plasti nimajo ustreznih veznih točk
• Zelo šibka v vodoravni smeri, razen v smeri, v katero so usmerjene črte
• slaba odpornost proti strigu, zato pod obremenitvijo hitro odpove.

Kaj je Cross Infill?

Vzorec Cross infill je nenavaden vzorec, ki ustvarja krivulje z vmesnimi prostori, ki posnemajo oblike križa v notranjosti predmeta.

• Odličen vzorec za prožne predmete, saj je enakomerno šibko pritisnjen v vseh smereh.
• Dolge ravne črte niso ustvarjene v vodoravni smeri, zato na nobenem mestu niso močne.
• nima nobenih vlek, zato je z njim lažje tiskati prilagodljivo gradivo.
• močnejši v navpični smeri kot v vodoravni

Kaj je Cross 3D Infill?

Vzorec zapolnitve Cross 3D ustvarja te krivulje z vmesnimi prostori, ki posnemajo križne oblike v objektu, vendar tudi impulze vzdolž osi Z, zaradi česar je šibkejši v navpični smeri.

• Ustvarja enakomerno mehkobo v vodoravni in navpični smeri, kar je najboljši vzorec za fleksibilni material.
• nima dolgih ravnih linij, zato je šibka v vseh smereh.
• Prav tako ne proizvaja nobenih umikov
• Rezanje traja razmeroma dolgo.

Kaj je giroidna polnila?

Gyroidni vzorec polnila ustvarja vrsto valov v izmeničnih smereh.

• Enako močan v vseh smereh, vendar ni najmočnejši vzorec zapolnitve
• odličen za prožne materiale, vendar izdela manj gnetljiv predmet kot Cross 3D.
• Dobra odpornost na striženje
• Ustvari en volumen, ki omogoča pretok tekočin, kar je odlično za materiale, ki se lahko raztopijo.
• ima dolg čas rezanja in ustvarja velike datoteke kode G
• Nekateri tiskalniki morda težko sledijo ukazom kode G na sekundo, zlasti prek serijskih povezav.

Kateri je najboljši vzorec zapolnitve za trdnost (Cura)?

Veliko ljudi se prepira o tem, kateri vzorec polnila je najboljši za trdnost. Ti vzorci polnila so sestavljeni iz visoke trdnosti v več smereh in se običajno uvrščajo med tridimenzionalne vzorce.

Najboljši kandidati, ki so jih ljudje predlagali, so običajno:

• Kubični
• Gyroid

Na srečo je seznam precej kratek, tako da vam ni treba iti skozi preveč, da bi našli popolno prileganje. Pregledal bom vsak vzorec polnila moči, da se boste lažje odločili, za katerega se boste odločili. Iskreno, glede na to, kar sem raziskal, med njimi ni prevelike razlike v moči, vendar ima eden od njih prednost.

Kubični

Vzorec Cubic je odličen zaradi svoje enakomerne trdnosti iz vseh smeri. Cura ga pozna kot močan vzorec za zapolnitev in ima številne različice, ki kažejo, kako uporaben je kot vzorec za zapolnitev.

Zaradi čiste strukturne trdnosti je Cubic zelo cenjen in priljubljen pri uporabnikih 3D tiskalnikov.

Odvisno od modela se lahko pojavi deformacija vogalov, vendar se na splošno natisne zelo gladko.

Gyroid

Gyroid ima prednost zaradi enakomerne trdnosti v vseh smereh in hitrega 3D-tiskanja. Preskus trdnosti "drobljenja", ki ga je opravila družba CNC Kitchen, je pokazal, da ima gyroidni vzorec polnila obremenitev ob okvari natanko 264 kg pri 10-odstotni gostoti polnila tako v pravokotni kot v prečni smeri.

Čas tiskanja se v primerjavi z vzorcem Lines podaljša za približno 25 %. Čas tiskanja vzorcev Cubic in Gyroid je zelo podoben.

Uporablja več materiala kot tehnologija Cubic, vendar je bolj nagnjena k težavam pri tiskanju, na primer k temu, da se plasti ne zlagajo.

Zaradi visoke strižne trdnosti, odpornosti proti upogibanju in majhne teže je ta vzorec polnila idealna izbira v primerjavi z večino drugih vzorcev. Ne le da ima visoko trdnost, odličen je tudi za prilagodljive tiskovine.

Posebni preskusi trdnosti, ki jih je izvedlo podjetje Cartesian Creations, so pokazali, da je najmočnejši vzorec polnila Gyroid v primerjavi z vzorcem 3D Honeycomb (vzorec Simplify3D, podoben vzorcu Cubic) in vzorcem Rectilinear.

Pokazalo se je, da vzorec Gyroid odlično absorbira napetosti pri 2 stenah, 10-odstotni gostoti polnila ter 6 spodnjih in zgornjih plasteh. Ugotovil je, da je močnejši, porabi manj materiala in se hitreje natisne.

Izbira je vaša, vendar bi se osebno odločil za vzorec Cubic, če bi želel največjo nosilnost. Če želite trdnost ter prožnost in hitrejše odtiske, je primeren vzorec Gyroid.

Poleg vzorca zapolnitve za največjo trdnost obstajajo še drugi dejavniki. CNC Kitchen je ugotovil, da je glavni dejavnik število sten in debelina sten, vendar ima še vedno pomemben vpliv.

To je ugotovil tako, da je preizkusil več različnih polnil, gostot in debelin sten ter ugotovil, kako pomembna je debelina sten.

Ta hipoteza ima tudi več dokazov, in sicer članek iz leta 2016 o vplivu vzorcev polnil na natezno trdnost. V njem je pojasnjeno, da so se različni vzorci polnil razlikovali v natezni trdnosti za največ 5 %, kar pomeni, da sam vzorec ni povzročil prevelikih razlik.

Glavna razlika pri zapolnitvi je bila v odstotku zapolnitve. Čeprav natezna trdnost ni edina iskana trdnost, to ne pomeni, da vzorci zapolnitve ne morejo imeti več kot 5-odstotne razlike v funkcionalnosti.

Kateri je najhitrejši vzorec zapolnitve za hitrost?

Če iščemo najboljši vzorec polnila za hitrost, je jasno, kateri vzorci imajo največ ravnih linij, manj gibanja in najmanj materiala, uporabljenega za tiskanje.

To je precej enostavno določiti, če pomislimo na izbiro vzorcev, ki jih imamo na voljo.

Najboljši vzorec zapolnitve za hitrost je vzorec Linije ali Pravokotni vzorec, ki je privzeti vzorec zapolnitve v programu Cura. Vzorci z največ spremembami smeri običajno potrebujejo več časa za tiskanje, zato se najhitreje in z veliko hitrostjo natisnejo ravne linije.

Ko obravnavamo pomemben dejavnik hitrosti in uporabe najmanjšega števila materiala, si ogledamo parameter najboljšega razmerja med trdnostjo in težo. To pomeni, kateri vzorec polnila ima z vidika trdnosti in teže najboljšo količino trdnosti glede na to, koliko polnila je uporabljenega.

Ne bi radi preprosto uporabili najmanj materiala in imeli predmeta, ki zlahka razpade.

Dejansko so bili opravljeni preskusi tega parametra, pri katerih je podjetje CNC Kitchen ugotovilo, da ima običajni vzorec Rectilinear ali Lines eno najboljših razmerij med trdnostjo in težo ter porabi najmanj materiala. Vzorec Cubic Subdivision je še en kandidat za uporabo najmanj materiala. Ustvari polnilo z visoko gostoto okoli sten in nižjo v sredini.

To je odličen vzorec, ki ga lahko privzeto uporabljate za tiskanje, razen kadar imate poseben namen za funkcionalnost in trdnost. Vzorec Lines ali Cubic Subdivision se ne le zelo hitro natisne, temveč tudi porabi majhno količino polnila in ima dobro trdnost.

Kakšen je najboljši vzorec za polnjenje za prilagodljive 3D-odtiske?

Najboljši vzorci polnil za TPU in fleksibilne materiale so:

• Koncentrični
• Cross
• Križ 3D
• Gyroid

Odvisno od vašega modela bo na voljo idealen vzorec za vaše prilagodljive 3D izpise.

Kot smo že omenili, se koncentrični vzorec najbolje obnese pri 100-odstotni gostoti zapolnitve, vendar večinoma pri neokroglih predmetih. Ima precej dobro navpično trdnost, vendar šibko vodoravno trdnost, zaradi česar ima prožne lastnosti.

Vzorca Cross in Cross 3D imata enakomeren pritisk na vseh straneh, vendar je vzorcu Cross 3D dodan tudi element navpične smeri, vendar rezanje traja dlje.

Gyroid je odličen, kadar uporabljate polnila z manjšo gostoto, in je uporaben iz več razlogov. Ima hiter čas tiskanja, veliko odpornost proti striženju, vendar je na splošno manj prožen v primerjavi z drugimi prožnimi vzorci.

Če iščete najboljši vzorec polnila za stiskanje, je Gyroid ena najboljših izbir.

Kako pomembna je gostota ali odstotek zapolnitve?

Gostota polnila vpliva na številne pomembne parametre vašega 3D natisnjenega dela. Ko se v programu Cura pomaknete nad nastavitev "Gostota polnila", se pokaže, da vpliva na zgornje plasti, spodnje plasti, razdaljo linij polnila, vzorce polnila in prekrivanje polnila.

Gostota/odstotek polnila ima precejšen vpliv na trdnost dela in čas tiskanja.

Višji kot je odstotek polnila, močnejši bo vaš del, vendar pri gostoti polnila nad 50 % postanejo polnila veliko manj pomembna v smislu dodajanja dodatne trdnosti.

Razlika med gostoto polnila, ki jo nastavite v programu Cura, ima velik pomen za spremembo strukture dela.

Spodaj je vizualni primer 20-odstotne gostote zapolnitve v primerjavi z 10-odstotno.

Večja gostota polnila pomeni, da so linije polnila nameščene bližje skupaj, kar pomeni, da več struktur sodeluje pri zagotavljanju trdnosti dela.

Lahko si predstavljate, da bi bil poskus razbitja telesa z majhno gostoto veliko lažji od tistega z veliko gostoto.

Pomembno je vedeti, da se gostota polnjenja zaradi različnih vzorcev polnjenja močno razlikuje glede na to, kako vpliva na del.

Sprememba 10 % polnila na 20 % polnila pri vzorcu Lines ne bo enaka spremembi pri vzorcu Gyroid.

Večina vzorcev zapolnitve ima podobno težo pri enaki gostoti zapolnitve, vendar se je pri vzorcu Triangle skupna teža povečala za skoraj 40 %.

Zato ljudje, ki uporabljajo vzorec Gyroid, ne potrebujejo tako visokih odstotkov polnila, vendar še vedno dosegajo primerno trdnost dela.

Majhna gostota zapolnitve lahko povzroči težave, kot so stene, ki se ne povezujejo z zapolnitvijo, in nastanek zračnih žepov, zlasti pri vzorcih, ki imajo veliko križišč.

Ko se ena linija polnila križa z drugo linijo zaradi prekinitve pretoka, lahko pride do iztiskovanja.

Cura pojasnjuje, da ima povečanje gostote zapolnitve naslednje učinke:

• Na splošno okrepi vaše odtise
• Zgornjim površinskim slojem daje boljšo oporo, zato so bolj gladki in neprepustni za zrak.
• Zmanjšuje težave pri odpravljanju težav, kot je na primer vzglavnik.
• Potrebuje več materiala, zato je težji od običajnega
• Tiskanje traja veliko dlje, odvisno od velikosti predmeta.

Zato je gostota polnil vsekakor pomembna, ko preučujemo trdnost, porabo materiala in čas tiskanja. Običajno je treba najti dobro ravnovesje med odstotki polnil, ki znašajo od 10 do 30 %, odvisno od tega, za kaj nameravate uporabiti del.

Estetski deli ali deli, namenjeni ogledu, zahtevajo veliko manjšo gostoto polnila, ker ne zahtevajo trdnosti. Funkcionalni deli zahtevajo večjo gostoto polnila (do 70 %), da lahko prenesejo dolgotrajno obremenitev.

Najboljši vzorec polnila za prozorne filamente

Veliko ljudi za prozorne filamente rado uporablja vzorec polnila Gyroid, saj je vzorec videti kul. Tudi vzorec polnila Cubic ali Honeycomb je videti odlično za prozorne 3D izpise. Najboljše polnilo za prozorne izpise je običajno 0 % ali 100 %, da je model bolj jasen.

Tukaj je primer vzorca Gyroidove polnitve v 3D izpisu iz brezbarvnega PLA. Eden od uporabnikov je dejal, da uporablja tudi Gyroid s 15-odstotno gostoto polnitve.

Prozoren pla s polnilom za kul vzorec iz 3D-tiskanja

V spodnjem videoposnetku si oglejte odlično predstavo o 3D tiskanju prozornih filamentov.