Vzorce zapolnitve pri 3D tiskanju zlahka spregledamo, vendar močno vplivajo na kakovost. Vedno se sprašujem, kateri vzorec zapolnitve je najmočnejši, zato pišem ta prispevek, da bi odgovoril nanj in ga delil z drugimi ljubitelji 3D tiskalnikov.

Kateri vzorec polnila je najmočnejši? To je odvisno od načina uporabe vašega 3D-tiska, vendar je na splošno vzorec satovja najmočnejši vsestranski vzorec polnila. Tehnično gledano je pravokotni vzorec najmočnejši vzorec, ko je upoštevana smer sile, vendar je šibek v nasprotni smeri.

Ni univerzalnega vzorca za zapolnitev, zato je na voljo toliko vzorcev za zapolnitev, saj so nekateri boljši od drugih, odvisno od funkcionalnosti.

V nadaljevanju preberite več informacij o trdnosti vzorca zapolnitve in drugih pomembnih dejavnikih za trdnost dela.

Če vas zanimajo nekatera najboljša orodja in dodatki za 3D tiskalnike, jih lahko preprosto najdete na Amazonu. Izbral sem nekaj najboljših izdelkov, zato si jih dobro oglejte.

Kateri je najmočnejši vzorec zapolnitve?

V študiji iz leta 2016 je bilo ugotovljeno, da je kombinacija pravokotnega vzorca s 100-odstotnim polnilom pokazala največjo natezno trdnost, ki je znašala 36,4 Mpa.

To je bil le test, zato ne bi želeli uporabiti 100-odstotnega polnila, vendar kaže dejansko učinkovitost tega vzorca polnila.

Najmočnejši vzorec zapolnitve je pravokotni, vendar le, če je poravnan s smerjo sile, ima pa tudi svoje slabosti, zato imejte to v mislih.

Ko govorimo o specifični smeri sile, je vzorec pravokotne zapolnitve zelo močan v smeri sile, vendar precej šibkejši proti smeri sile.

Presenetljivo je, da je pravokotni vzorec zapolnitve zelo učinkovit z vidika porabe plastike, zato tiskanje poteka hitreje kot pri satovju (30 % hitreje) in nekaterih drugih vzorcih.

Najboljši vsestranski vzorec zapolnitve je satovje, znano tudi kot kockasto.

Medeni sat (kockasti) je verjetno najbolj priljubljen vzorec za polnjenje pri 3D tiskanju. Veliko uporabnikov 3D tiskalnikov ga priporoča, ker ima tako odlične lastnosti in značilnosti. Sam ga uporabljam za veliko svojih odtisov in z njim nimam nobenih težav.

Plošča ima manjšo trdnost v smeri sile, vendar ima enako trdnost v vseh smereh, zaradi česar je na splošno tehnično močnejša, saj lahko trdite, da je le tako močna, kot je močan vaš najšibkejši člen.

Vzorec satovja ni le estetsko prijeten, temveč se zaradi svoje trdnosti pogosto uporablja v številnih aplikacijah. Celo kompozitne sendvič plošče letalskega razreda vsebujejo vzorec satovja v svojih delih, tako da veste, da si je zaslužil svoje črte.

Ne pozabite, da letalska in vesoljska industrija uporablja ta vzorec polnila predvsem zaradi proizvodnega procesa in ne zaradi trdnosti. To je najmočnejše polnilo, ki ga lahko uporabijo glede na svoje vire, sicer bi lahko uporabili gyroidni ali kubični vzorec.

Pri nekaterih materialih je nekatere vzorce zapolnitve precej težko uporabiti, zato se trudijo, da bi čim bolje izkoristili vse, kar je mogoče.

Medena plast uporablja veliko gibanja, kar pomeni, da je tiskanje počasnejše.

Kateri je vaš najljubši vzorec zapolnitve? iz 3Dprinting

Uporabnik je opravil preskuse, da bi ugotovil vpliv vzorcev polnil na mehanske lastnosti, in ugotovil, da je najbolje uporabiti linearne ali diagonalne vzorce (linearni nagnjeni za 45°).

Pri uporabi nižjih odstotkov polnila ni bilo velikih razlik med linearnimi, diagonalnimi ali celo šestkotnimi (satovjem) vzorci, ker pa je satje počasnejše, ga pri nizkih gostotah polnila ni dobro uporabljati.

Pri višjih deležih polnila je bila mehanska trdnost heksagonalnih plošč podobna mehanski trdnosti linearnih, medtem ko je bila pri diagonalnih ploščah za 10 % večja kot pri linearnih.

Seznam najmočnejših vzorcev zapolnjevanja

Imamo vzorce zapolnitve, ki so znani kot 2D ali 3D.

Veliko ljudi bo za povprečen tisk uporabilo 2D polnila, nekatera so lahko hitra polnila, ki se uporabljajo za šibkejše modele, še vedno pa so na voljo močna 2D polnila.

Na voljo so tudi standardna polnila 3D, ki se uporabljajo za to, da so 3D izpisi ne le močnejši, temveč tudi močnejši v vseh smereh delovanja sile.

Tiskanje teh modelov bo trajalo dlje časa, vendar bodo močno vplivali na mehansko trdnost 3D tiskanih modelov, kar je odlično za funkcionalne izpise.

Ne smemo pozabiti, da obstaja veliko različnih rezkalnikov, vendar bodo ne glede na to, ali uporabljate Cura, Simplify3D, Slic3r, Makerbot ali Prusa, na voljo različice teh močnih vzorcev zapolnjevanja, pa tudi nekateri vzorci po meri.

Najmočnejši vzorci zapolnitve so:

• Mreža - 2D zapolnitev
• Trikotniki - 2D zapolnitev
• Tri-šestkotnik - 2D zapolnitev
• Cubic - 3D zapolnitev
• Cubic (delitev) - 3D zapolnitev in porabi manj materiala kot Cubic
• Oktet - 3D zapolnitev
• Quarter Cubic - 3D polnilo
• Gyroid - večja moč pri manjši teži

Gyroid in rektilinearni tisk sta še dve odlični izbiri, ki sta znani po visoki trdnosti. Gyroid ima lahko težave pri tiskanju, če je gostota polnila nizka, zato bo potrebnih nekaj poskusov in napak, da bo vse potekalo pravilno.

Kubični poddelilnik je vrsta, ki je zelo močna in tudi hitra za tiskanje. Ima neverjetno moč v treh dimenzijah in dolge ravne poti tiskanja, ki omogočajo hitrejše tiskanje slojev zapolnitve.

Kolikšen je najmočnejši odstotek zapolnitve

Drugi pomemben dejavnik za trdnost dela je odstotek polnila, ki daje delu večjo strukturno celovitost.

Če pomislite, na splošno velja, da več kot je plastike v sredini dela, močnejši bo, ker bo morala sila prebiti več mase.

Očitni odgovor je, da bo 100-odstotni delež polnila najmočnejši, vendar je treba upoštevati še nekaj več. Čas tiskanja in material moramo uskladiti z močjo dela.

Povprečna gostota zapolnitve, ki jo uporabljajo uporabniki 3D tiskalnikov, je 20 %, kar je tudi privzeta vrednost v številnih programih za rezanje.

To je odlična gostota polnila za dele, ki so narejeni zaradi videza in niso obremenjeni, za funkcionalne dele, ki potrebujejo trdnost, pa lahko vsekakor uporabimo višjo gostoto.

Dobro je vedeti, da ko dosežete zelo visok odstotek filamenta, na primer 50 %, se močno zmanjša moč vaših delov.

Več kot 75 % je večinoma nepotrebno, zato imejte to v mislih, preden zapravite filament. Zaradi njih so vaši deli tudi težji, kar lahko poveča verjetnost, da se zlomijo zaradi fizike in sile, saj je masa x pospešek = neto sila.

Kakšen je najhitrejši vzorec zapolnitve?

Najhitrejši vzorec zapolnitve je vzorec črt, ki ste ga morda videli v videoposnetkih in na slikah.

To je verjetno najbolj priljubljen vzorec polnila, ki je privzet v številnih programih za rezanje. Ima spodobno trdnost in porabi majhno količino filamenta, zato je najhitrejši vzorec polnila, razen če sploh nima vzorca.

Kateri drugi dejavniki vplivajo na trdnost 3D-tiskalnikov?

Čeprav ste prišli sem, ko ste iskali vzorce zapolnitve za trdnost, ima debelina sten ali število sten večji vpliv na trdnost dela, obstajajo pa tudi številni drugi dejavniki. Odličen vir za močne 3D izpise je ta objava na GitHubu.

Pravzaprav obstaja precej kul izdelek, ki lahko okrepi vaše 3D natisnjene dele in ga uporabljajo nekateri uporabniki 3D tiskalnikov. Imenuje se Smooth-On XTC-3D High Performance Coating.

Narejen je za gladek zaključek 3D odtisov, hkrati pa naredi 3D dele nekoliko močnejše, saj na zunanji strani doda plast.

Kakovost filamenta

Vsi filamenti niso izdelani enako, zato se prepričajte, da ste kupili filamente ugledne in zaupanja vredne blagovne znamke za najboljšo kakovost. Pred kratkim sem objavil prispevek o tem, kako dolgo trajajo 3D natisnjeni deli, v katerem so informacije o tem, zato si ga brezplačno oglejte.

Mešanica filamentov/kompozitov

Veliko filamentov je bilo razvitih tako, da so močnejši, kar lahko izkoristite. Namesto običajnega PLA lahko izberete PLA plus ali PLA, ki je mešan z drugimi materiali, kot so les, ogljikova vlakna, baker in še veliko več.

Imam priročnik Ultimate Filament Guide, v katerem so opisani številni različni materiali za filamente.

Usmeritev tiskanja

To je preprosta, vendar spregledana metoda, ki lahko okrepi vaše odtise. Šibke točke vaših odtisov bodo vedno linije plasti.

Informacije iz tega majhnega poskusa vam bodo pomagale bolje razumeti, kako postaviti svoje dele za tiskanje. Lahko je tako preprosto, kot da del obrnete za 45 stopinj in tako več kot podvojite moč tiska.

Če pa vas ne moti prekomerna poraba materiala in dolg čas tiskanja, ne morete zgrešiti s konfiguracijo gostote tiskanja "solid".

Obstaja poseben izraz, imenovan anizotropni, ki pomeni, da ima predmet večino svoje moči v smeri XY in ne v smeri Z. V nekaterih primerih je lahko napetost v osi Z 4-5-krat šibkejša od napetosti v osi XY.

Dela 1 in 3 sta bila najšibkejša, ker je bila smer vzorca polnila vzporedna z robovi predmeta. To pomeni, da je bila glavna trdnost dela posledica šibke lepilne trdnosti PLA, ki je pri majhnih delih zelo majhna.

S preprostim zasukom dela za 45 stopinj lahko tiskani deli pridobijo dvakrat večjo trdnost.

Število školjk/perimetrov

Lupine so opredeljene kot vsi zunanji deli ali blizu zunanjosti modela, ki so obrisi ali zunanji robovi vsake plasti. Preprosto povedano so število plasti na zunanji strani izpisa.

Lupine imajo velik vpliv na trdnost dela, saj bi lahko z dodajanjem le ene dodatne lupine tehnično dosegli enako trdnost dela kot z dodatnim 15-odstotnim polnilom na 3D natisnjenem delu.

Pri tiskanju so lupine deli, ki se najprej natisnejo za vsako plast. Ne pozabite, da se bo zaradi tega seveda podaljšal čas tiskanja, zato je to kompromis.

Debelina lupine

Poleg dodajanja lupin na izpise lahko povečate debelino lupine in tako povečate trdnost dela.

To se pogosto zgodi, ko je treba dele obrusiti ali naknadno obdelati, saj se del obrablja. Večja debelina lupine vam omogoča, da del obrusite in ohranite prvotni videz modela.

Debelina lupine je običajno večkratnik premera šobe, predvsem zato, da se izognemo nepopolnostim pri tiskanju.

Pri tem sta pomembna tudi število sten in debelina sten, ki pa sta tehnično že del lupine in sta njena navpična dela.

Prekomerno iztiskanje

Približno 10-20-odstotno prekomerno iztiskanje v nastavitvah bo zagotovilo večjo trdnost vaših delov, vendar se bo zmanjšala estetika in natančnost. Morda bo potrebnih nekaj poskusov in napak, da boste našli stopnjo pretoka, s katero boste zadovoljni, zato jo uporabite v svojo korist.

Manjše plasti

Družba My3DMatter je ugotovila, da nižja višina plasti oslabi 3D natisnjen predmet, čeprav to ni prepričljivo in verjetno na to trditev vpliva veliko spremenljivk.

Vendar pa je kompromis v tem, da se bo čas tiskanja z 0,4 mm šobe na 0,2 mm šobo podvojil, česar bi se večina ljudi izognila.

Za resnično močan 3D natisnjen del morate imeti dober vzorec in odstotek polnila, dodati trdne plasti za stabilizacijo strukture polnila, dodati več oboda zgornjim in spodnjim plastem ter zunanjosti (lupini).

Ko vse te dejavnike združite, dobite izjemno trpežen in močan del.

Če imate radi kakovostne 3D izpise, vam bo všeč komplet orodij za 3D tiskalnik AMX3d Pro Grade iz Amazona. Gre za osnovni komplet orodij za 3D tiskanje, ki vam ponuja vse, kar potrebujete za odstranjevanje, čiščenje in vamp; dokončanje 3D izpisov.

Omogoča vam, da:

• Enostavno očistite svoje 3D-odtiske - 25-delni komplet s 13 rezili in 3 ročaji, dolgo pinceto, igelnimi kleščami in lepilno palico.
• Preprosto odstranite 3D-odtiske - prenehajte poškodovati 3D-odtiske z uporabo enega od 3 specializiranih orodij za odstranjevanje
• Popolnoma dokončajte svoje 3D izpise - tridelna kombinacija natančnega strgala, krampa in rezila s šestimi orodji lahko pride do majhnih razpok, da dosežete odličen zaključek.
• Postanite strokovnjak za 3D tiskanje!