Polnilo je ena od ključnih nastavitev pri 3D tiskanju, vendar me je zanimalo, koliko polnila dejansko potrebujete pri tiskanju. Opravil sem nekaj raziskav in ugotovil nekaj dobrih odstotkov polnila, ki jih bom pojasnil v tem članku.

Količina polnila, ki ga potrebujete, je odvisna od predmeta, ki ga izdelujete. Če izdelujete predmet za videz in ne za trdnost, zadostuje 10-20 % polnila. Če pa potrebujete trdnost, vzdržljivost in funkcionalnost, je 50-80 % polnila dobra količina.

V nadaljevanju tega članka bomo podrobneje opisali dejavnike, ki vplivajo na to, koliko polnila potrebujete za 3D tisk, in druge nasvete, ki jih lahko uporabite.

Kaj je infill?

Pri tiskanju modela 3D je način tiskanja notranjosti ena od stvari, ki ne potrebuje natančnosti ali pozornosti. Zato vam ni treba izdelati popolnoma trdne notranjosti modela. Zato lahko uporabite drugačen pristop za učinkovitejše in uspešnejše tiskanje notranjosti.

Polnilo je tridimenzionalna struktura, ki se natisne znotraj modela in drži skupaj stene ali obod modela. Polnilo se uporablja za zagotavljanje trdnosti natisnjenega modela z uporabo majhne količine materiala. Lahko je ponavljajoči se vzorec, ki lahko olajša tiskanje.

Ena od glavnih prednosti polnila je, da se lahko notranjost natisne z različnimi stopnjami vdolbine. Ta dejavnik lahko predstavimo z drugim izrazom, ki se imenuje gostota polnila.

Če je gostota polnila 0 %, to pomeni, da je natisnjen model popolnoma prazen, 100 % pa pomeni, da je model znotraj popolnoma trden. Polnilo poleg tega, da drži strukturo, določa tudi trdnost strukture.

Koliko polnila potrebujemo za 3D natisnjen model, je odvisno izključno od vrste in funkcionalnosti tiska. Obravnavali bomo različna polnila in različne vzorce, ki se uporabljajo za različne namene.

Različne gostote zapolnitve za različne namene

Uporaba kot model ali dekorativni kos

Pri izdelavi modela za predstavitev ali razstavo ne potrebujete močnega modela, ki bi prenesel veliko obremenitev. Zato ne potrebujete premočnega polnila, ki bi strukturo držalo skupaj.

Gostota polnila, ki se uporablja v ta namen, je lahko približno 10-20 %. Na ta način lahko prihranite material in opravite zahtevani namen, ne da bi imeli težave.

Najboljši vzorec, ki ga lahko uporabite v tem primeru, so črte ali cik-cak. Ti vzorci držijo strukturo skupaj, saj zagotavljajo moč, ki je potrebna za ta namen. Ker gre za zelo preproste vzorce, jih je mogoče enostavno natisniti, kar skrajša celoten čas tiskanja.

Nekateri priporočajo, da pri večjih izpisih uporabite celo 5-odstotno polnilo, vendar pazite, da uporabite vzorec polnila Lines. Dodate lahko več obodov ali povečate debelino stene, da modelu dodate nekaj trdnosti.

Oglejte si spodnji 3D-odtis, ki ga je naredil uporabnik Reddita.

7 ur s 5-odstotnim polnjenjem iz enderja3

Standardni 3D modeli

To so natisnjeni modeli, ki se uporabljajo po tiskanju, razen za razstavo. Ti odtisi zahtevajo večjo trdnost v primerjavi s prejšnjimi in morajo prenesti zmerno obremenitev. To pomeni, da je treba gostoto zapolnitve povečati na vrednost približno 15-50 %.

Za ta namen so primerni vzorci, kot so trije šestkotniki, mreža ali trikotniki. Ti vzorci so nekoliko bolj zapleteni kot črte in cik-cak. Zato bi tiskanje teh vzorcev zahtevalo več časa. Dejansko bi ti vzorci v primerjavi s prejšnjimi potrebovali 25 % več časa.

Lastnost vsakega vzorca lahko razdelite in preučite, saj imajo tudi oni med seboj manjše razlike. Mrežna struktura je najenostavnejša in najšibkejša od vseh treh. Ker gre za preprosto mrežo, jo je mogoče v primerjavi s preostalimi hitro natisniti.

Velika prednost trikotnega vzorca je njegova zmožnost prenašanja obremenitve, kadar se ta nanaša pravokotno na stene. trikotni vzorec se lahko uporabi na območjih modela z majhnimi pravokotnimi značilnostmi, saj ta vzorec v primerjavi z mrežo pod tem pogojem omogoča večjo povezavo s stenami.

Tri-šesterokotnik je najmočnejši od vseh treh in vsebuje kombinacijo trikotnikov in šestkotnikov. Vključitev šestkotnika v mrežo jo naredi veliko močnejšo. To je razvidno iz dejstva, da satnice za svojo mrežo uporabljajo isti mnogokotnik.

Še ena prednost mreže s tremi šesterokotniki je, da je v primerjavi z drugimi zaradi slabega hlajenja manj strukturno poškodovana. To je zato, ker so vsi robovi v tem vzorcu kratki v primerjavi z ostalimi, kar pušča majhno dolžino za upogibanje in deformacijo.

Funkcionalni 3D modeli

To so natisnjeni modeli, ki so izdelani za določen namen. Uporabljajo se lahko kot podporni modeli ali nadomestni deli.

Funkcionalni 3D modeli so izpostavljeni veliki trdnosti in morajo imeti dobro nosilnost. To pomeni, da morajo vsebovati polnilo, ki izpolnjuje te zahteve. V ta namen mora biti gostota polnila približno 50-80 %.

Najboljši vzorci zapolnitve, ki izkazujejo tolikšno nosilnost, so oktet, kubus, kubična delitev, gyroid itd. Vzorec oktet ima ponavljajočo se tetraedrično strukturo, ki zagotavlja enakomerno trdnost sten v večini smeri.

Najboljši vzorec za prenašanje stresa iz vseh smeri je žiroid. Ima tridimenzionalno strukturo, podobno valovanju, ki je simetrična v vseh smereh. Zato ta vzorec izkazuje trdnost v vseh smereh.

Gyroidna struktura ima izjemno trdnost pri nizki gostoti. Gre za naravno strukturo, ki jo najdemo v krilih metuljev in v membranah nekaterih celic.

Prilagodljivi modeli

Za doseganje prožnosti je treba upoštevati material za tiskanje polnila. Najboljša rešitev v ta namen bi bila uporaba PLA.

Gostota polnila za ta namen je lahko od 0 do 100 %, odvisno od tega, koliko prilagodljivosti potrebujete. Za ta namen so na voljo različni vzorci, kot so koncentrični, križni, križni3D itd.

Koncentrični vzorec je vzorec zapolnitve, ki bi bil podoben valovitemu vzorcu obrisa. To bi bile koncentrične kopije obrisa, ki sestavljajo zapolnitev. Drug vzorec za ta namen je križ. To je 2D mreža, ki omogoča, da se vmesni prostor vije in upogiba.

Koncentrični in 2D vzorci so zelo prilagodljivi, če pa želite nekaj, kar je tudi nekoliko togo, bo najboljša možnost uporaba vzorca, imenovanega križni 3D. Ta polnilo ima nagib skozi os z, vendar ostaja enako v plasti 2D ravnine.

Prednosti zapolnjevanja

Povečanje hitrosti tiskanja

Ker je polnilo ponavljajoči se tridimenzionalni vzorec, ga je enostavno natisniti. 3D-tiskalnik tiska v plasteh, vsaka plast pa je sestavljena iz dveh glavnih delov: polnila in obrisa. Obris je obod plasti, ki postane zunanja lupina ali stene tiskanega modela.

Pri tiskanju plasti je treba obris natisniti zelo natančno, saj določa obliko predmeta. Medtem se lahko polnilo, ki je ponavljajoči se vzorec, natisne brez predhodne stopnje natančnosti. To pomeni, da ga je mogoče natisniti hitro z gibanjem sem in tja.

Nizka poraba materiala

Material, ki se uporabi za tiskanje modela, bo največji, če bo natisnjen kot čista trdna notranjost. To se imenuje polnilo s 100-odstotno gostoto polnila. Porabo materiala za tiskanje modela 3D lahko zmanjšamo z uporabo ustreznega polnila. Gostoto polnila lahko izberemo glede na svoje potrebe.

Različni vzorci za izbiro

Za polnilo lahko izberemo veliko vzorcev, kar nam omogoča izbiro glede na naše potrebe. Različni vzorci imajo različne lastnosti, zato jih lahko ustrezno uporabimo. Vzorec se pogosto izbere ob upoštevanju naslednjih dejavnikov.

• Oblika modela - Za predmet lahko izberete katerikoli vzorec. Optimalna rešitev bi bila izbrati tistega, ki zagotavlja največjo trdnost z najmanjšo količino materiala za določeno obliko modela. Če izdelujete okroglo ali valjasto rešitev, bi bilo najbolje izbrati koncentrični vzorec, kot sta archi ali octa.
• Prilagodljivost - če vam ne gre za trdnost ali togost, morate izbrati vzorec polnila, ki omogoča prilagodljivost, kot so koncentrični vzorci, križ ali križ 3D. Obstajajo vzorci za splošno prilagodljivost in tisti, ki so namenjeni prilagodljivosti v določeni dimenziji.
• Moč modela - vzorci imajo veliko vlogo pri določanju moči modela. Nekateri vzorci, kot so žiroidni, kubični ali osmerokotni, so precej močni. Ti vzorci lahko dajo modelu večjo moč kot drugi vzorci pri enaki gostoti zapolnitve.
• Uporaba materiala - Ne glede na gostoto polnila so nekateri vzorci zasnovani tako, da so tesno zapakirani, medtem ko so nekateri ohlapno vezani in imajo veliko prostega prostora.

Učinkovita uporaba zapolnitve

Kot tiska polnila

Pri tiskanju polnila je treba upoštevati različne stvari. Ena od teh stvari je kot, pod katerim se polnilo natisne.

Če opazite, je pri večini odtisov kot odtisa vedno 45 stopinj. To je zato, ker pri kotu 45 stopinj motorja X in Y delujeta z enako hitrostjo. S tem se poveča hitrost dokončanja polnila.

Včasih se boste znašli v situaciji, ko lahko s spreminjanjem kota polnila nekatere šibke dele zadržite močnejše. Vendar bi spreminjanje kota zmanjšalo hitrost. Najboljša rešitev za izogibanje tej težavi bo, da model postavite v pravo ravnino z polnilom v sami programski opremi za rezanje.

Prekrivanje zapolnitve

Močnejšo povezavo polnila s steno lahko dosežete tako, da povečate vrednost prekrivanja polnila. Prekrivanje polnila je parameter, ki ob povečanju poveča presečišče polnila z notranjo steno obrisa.

Gradient in postopno zapolnjevanje

Če želite, da se polnilo močneje drži proti stenam 3D-tiska, je najboljši način za to uporaba gradientnega polnila. Pri gradientnem polnilu se gostota polnila spreminja v ravnini XY. Gostota polnila se povečuje, ko se približujemo obrisu modela.

To je eden najučinkovitejših načinov dodajanja večje trdnosti modelu. Edina slabost tega pristopa je, da zahteva več časa tiskanja.

Obstaja podobna vrsta tiskanja, imenovana postopno zapolnjevanje, pri kateri se gostota zapolnjevanja spreminja po osi Z.

Debelina polnila

Za večjo trdnost in togost uporabite debelo polnilo. če natisnete zelo tanko polnilo, se bo konstrukcija pod obremenitvijo poškodovala.

Več gostot zapolnitve

Nekatere nove programske opreme za 3D tiskanje imajo zmogljiva orodja za večkratno spreminjanje gostote zapolnitve v enem modelu.

Ena glavnih prednosti te metode je pametna uporaba materiala na mestih, ki v modelu potrebujejo trdnost. Pri tem vam ni treba uporabiti visoke gostote zapolnitve po celotnem modelu, da bi močno zadržali samo en del izpisa.