Fyllning är en av de viktigaste inställningarna vid 3D-utskrift, men jag undrade hur mycket fyllning du egentligen behöver när du gör en utskrift. Jag har gjort lite forskning för att hitta några bra fyllningsprocenter som jag ska förklara i den här artikeln.

Hur mycket fyllning du behöver beror på vilket föremål du skapar. Om du skapar ett föremål för utseendet och inte för styrkan räcker det med 10-20 % fyllning. Om du däremot behöver styrka, hållbarhet och funktionalitet är 50-80 % en bra fyllning.

Resten av artikeln kommer att gå in på djupet om vilka faktorer som påverkar hur mycket fyllning du behöver för dina 3D-utskrifter och andra tips som du kan använda.

Vad är utfyllnad?

När du skriver ut en 3D-modell är det en sak som inte kräver någon precision eller uppmärksamhet, nämligen hur du skriver ut interiören. Därför behöver du inte göra en helt solid interiör för modellen. Därför kan du använda ett annat tillvägagångssätt för att skriva ut interiören på ett effektivare och mer ändamålsenligt sätt.

Fyllning är den tredimensionella struktur som skrivs ut inuti modellen för att hålla ihop modellens väggar eller omkrets. Fyllning används för att ge styrka åt den utskrivna modellen med hjälp av en liten mängd material. Det kan vara ett upprepande mönster som gör utskriften enklare.

En av de största fördelarna med utfyllnad är att man kan trycka inredningen med olika grader av hålighet. Denna faktor kan representeras med en annan term som kallas utfyllnadsdensitet.

Om fyllnadstätheten är 0 % betyder det att den tryckta modellen är helt ihålig och 100 % betyder att modellen är helt solid inuti. Förutom att hålla fast strukturen bestämmer fyllnadstätheten också strukturens styrka.

Hur mycket utfyllnad som krävs för en 3D-utskriven modell beror enbart på typen av utskrift och dess funktionalitet. Vi kommer att diskutera olika utfyllnader och de olika mönster som används för olika ändamål.

Olika utfyllnadstätheter för olika ändamål

Användning som modell eller dekorativ pjäs

När du bygger en modell för representation eller utställning behöver modellen inte vara stark för att klara av mycket påfrestningar, och därför behöver du inte en fyllning som är för stark för att hålla ihop strukturen.

Fyllnadsgraden som används för detta ändamål kan vara cirka 10-20 %. På så sätt kan du spara material och uppfylla det önskade syftet utan att det blir problem.

Det bästa mönstret att använda i detta fall är linjer eller sicksackmönster. Dessa mönster håller ihop strukturen genom att ge den styrka som krävs för detta ändamål. Eftersom dessa mönster är mycket enkla kan de skrivas ut lätt och det minskar den totala utskriftstiden.

Vissa rekommenderar att man till och med använder 5 % utfyllnad för större utskrifter, men se till att använda Lines-mönstret. Du kan lägga till mer perimetrar eller öka väggtjockleken för att ge modellen mer styrka.

Kolla in 3D-utskriften nedan från en Reddit-användare.

7 timmar med 5 % utfyllnad från ender3

Standard 3D-modeller

Det här är de utskrivna modellerna som används efter utskriften, förutom för utställning. Dessa utskrifter kräver mer styrka jämfört med den föregående och ska kunna hantera en måttlig mängd påfrestningar. Detta innebär att fyllnadstätheten bör ökas till ett värde på omkring 15-50 %.

Mönster som tri-hexagoner, rutnät och trianglar är lämpliga för detta ändamål. Dessa mönster är lite mer komplexa än linjer och sicksackmönster. Därför tar det längre tid att skriva ut dessa mönster. Faktum är att det tar 25 % längre tid att skriva ut dessa mönster jämfört med de tidigare.

Du kan dela upp och studera egenskaperna hos varje mönster eftersom de också har små skillnader sinsemellan. Rutnätstrukturen är den enklaste och svagaste av alla tre. Eftersom det är ett enkelt rutnät kan det skrivas ut snabbt jämfört med de andra.

Den stora fördelen med triangelmönstret är dess förmåga att bära belastning när den appliceras vinkelrätt på väggarna. Triangelmönstret kan användas i områden av modellen med små rektangulära element eftersom detta mönster ger en bättre koppling till väggarna jämfört med rutnätet under dessa förhållanden.

Trihexagon är den starkaste av alla tre och består av en kombination av både trianglar och hexagoner. Att inkludera hexagon i maskan gör den mycket starkare. Detta framgår av det faktum att honeycombs använder samma polygon för sin maskor.

En annan fördel med ett trihexagonalt nät är att det genomgår mindre strukturella skador än andra nät på grund av dålig kylning. Detta beror på att alla kanter i det här mönstret är korta jämfört med resten, vilket ger en liten längd för böjning och deformation.

Funktionella 3D-modeller

Det är utskrivna modeller som är gjorda för att tjäna ett syfte och som kan användas som stödmodeller eller reservdelar.

De funktionella 3D-modellerna är utsatta för stora belastningar och måste ha god bärförmåga. Det innebär att de bör innehålla en fyllning för att uppfylla dessa krav. För detta ändamål bör fyllningstätheten vara cirka 50-80 %.

De bästa utfyllnadsmönstren som visar upp dessa mängder bärförmåga är oktett, kubisk, kubisk indelning, gyroid etc. Oktettmönstret har en upprepad tetraederstruktur som ger väggarna styrka på ett jämnt sätt i de flesta riktningar.

Det bästa mönstret för att hantera påfrestningar från alla riktningar är gyroiden. Det har en tredimensionell vågliknande struktur som är symmetrisk i alla riktningar. Det är därför detta mönster uppvisar styrka i alla riktningar.

Gyroidstrukturen har en exceptionell styrka vid låg densitet. Det är en naturligt förekommande struktur som finns i fjärilars vingar och i membranen i vissa celler.

Flexibla modeller

Materialet för utskrift av fyllningen måste beaktas för att få flexibilitet. Den bästa lösningen är att använda PLA för detta ändamål.

Fyllningstätheten för detta ändamål kan vara 0-100 % beroende på hur mycket flexibilitet du behöver. De olika mönster som finns tillgängliga för detta ändamål är koncentriska, kors, kors3D etc.

Concentric är ett utfyllnadsmönster som är ett krusningsliknande mönster av konturerna. Det är koncentriska kopior av konturerna som utgör utfyllnaden. Ett annat mönster för ändamålet är cross. Det är ett 2D-galler som låter utrymmet mellan dem vridas och böjas.

De koncentriska mönstren och 2D-mönstren är mycket flexibla, men om du vill ha något som är lite styvt också är det bästa alternativet att använda ett mönster som kallas cross 3D. Denna utfyllnad har en lutning genom z-axeln, men förblir densamma i ett lager av 2D-plan.

Fördelar med utfyllnad

Ökar utskriftshastigheten

Eftersom fyllningen är ett upprepat tredimensionellt mönster är den lätt att skriva ut. 3D-skrivaren skriver ut i lager och varje lager består av två huvuddelar: fyllningen och konturerna. Konturerna är omkretsen av lagret som blir det yttre skalet eller väggarna i den utskrivna modellen.

När ett lager skrivs ut måste konturerna skrivas ut med stor precision eftersom de definierar objektets form. Samtidigt kan utfyllnaden, som är ett upprepat mönster, skrivas ut utan den precision som tidigare använts. Detta innebär att den kan skrivas ut snabbt i en fram- och återgående rörelse.

Låg materialförbrukning

Materialet som används för att skriva ut en modell är störst när den skrivs ut som en ren fast substans inuti. Detta kallas fyllning med 100 % fyllningstäthet. Vi kan minska materialanvändningen för att skriva ut en 3D-modell genom att använda en lämplig fyllning. Vi kan välja fyllningstäthet enligt våra behov.

Olika mönster att välja mellan

Det finns många olika mönster att välja mellan för utfyllnad, vilket ger oss alternativ att välja mellan beroende på våra behov. Olika mönster har olika egenskaper och vi kan använda dem därefter. Mönstret väljs ofta med hänsyn till följande faktorer-

• Modellens form - Du kan välja vilket mönster som helst för ett objekt. Den optimala lösningen här är att välja det som ger maximal styrka med minsta möjliga mängd material för just den formen på modellen. Om du gör en rund eller cylindrisk lösning är det bästa mönstret för att hålla ihop den att välja ett koncentriskt mönster som archi eller octa.
• Flexibilitet - om du inte är ute efter styrka eller styvhet måste du välja ett utfyllnadsmönster som tillåter flexibilitet, t.ex. koncentriska mönster, kors eller kors 3D. Det finns mönster för övergripande flexibilitet och mönster som är avsedda för flexibilitet i en viss dimension.
• Modellens styrka - mönstren spelar en stor roll när det gäller att fastställa modellens styrka. Vissa mönster som gyroiden, kuben eller oktetten är ganska starka. Dessa mönster kan ge modellen mer styrka än andra mönster med samma fyllnadstäthet.
• Materialanvändning - Oavsett fyllnadstäthet är vissa mönster utformade så att de är tätt packade, medan andra är löst bundna och ger mycket fritt utrymme.

Effektiv användning av infill

Vinkel för utfyllnadstryck

Det finns olika saker att ta hänsyn till när man skriver ut en utfyllnad. En sådan sak är vinkeln i vilken utfyllnaden skrivs ut.

Om du lägger märke till att vinkeln på de flesta av utskrifterna alltid är 45 grader. Detta beror på att vid en vinkel på 45 grader arbetar både X- och Y-motorn med samma hastighet. Detta ökar hastigheten för att slutföra utfyllnaden.

Ibland kommer du att hamna i en situation där en ändring av utfyllnadens vinkel kan stärka vissa svaga delar. Men en ändring av vinkeln skulle minska hastigheten. Den bästa lösningen för att undvika detta problem är att placera modellen i rätt linje med utfyllnaden i själva skärningsprogrammet.

Utfyllnad Överlappning

Du kan uppnå en starkare bindning mellan fyllningen och väggen genom att öka värdet för fyllningens överlappning. Fyllningens överlappning är en parameter som när den ökas ökar fyllningens skärningspunkt med konturens innervägg.

Gradient och gradvis utfyllnad

Om du vill att fyllningen ska hålla sig starkare mot 3D-utskriftens väggar är det bästa sättet att göra detta att använda gradientfyllning. Med gradientfyllning ändras fyllningstätheten i XY-planet. Fyllningstätheten blir högre när vi närmar oss modellens kontur.

Detta är ett av de mest effektiva sätten att ge modellen mer styrka. Den enda nackdelen med detta tillvägagångssätt är att det tar längre tid att skriva ut.

Det finns en liknande typ av utskrift som kallas gradvis utfyllnad där utfyllnadstätheten förändras genom Z-axeln.

Tjocklek på utfyllnad

Använd tjock fyllning för att få mer styrka och styvhet. Om du trycker ut mycket tunn fyllning blir konstruktionen känslig för skador vid påfrestningar.

Flera olika tätheter för utfyllnad

Vissa av de nya 3D-utskriftsprogrammen har kraftfulla verktyg för att ändra fyllnadstätheten flera gånger i en enda modell.

En av de största fördelarna med den här metoden är den intelligenta användningen av material på ställen där det behövs styrka i modellen. Här behöver du inte använda en hög utfyllnadstäthet i hela modellen för att hålla en del av utskriften stark.