Utfyllnadsmönster förbises ibland vid 3D-utskrift eftersom det bara är en del av många inställningar för dina utskrifter. Det finns flera utfyllnadsmönster, men när jag tittade igenom listan undrade jag för mig själv vilket utfyllnadsmönster som är bäst vid 3D-utskrift?

Det bästa utfyllnadsmönstret för 3D-utskrift är en sexkantig form som Cubic om du är ute efter en bra balans mellan snabbhet och styrka. När du bestämmer vilken funktion din 3D-utskrivna del ska ha varierar det bästa utfyllnadsmönstret. För snabbhet är Lines-mönstret det bästa utfyllnadsmönstret, medan Cubic är det bästa för styrka.

Det finns lite mer att göra med utfyllnadsmönster än vad jag först insåg, så jag kommer att gå in lite mer i detalj på grunderna för varje utfyllnadsmönster, samt vilka mönster som folk anser vara de starkaste, snabbaste och vinnarna i alla avseenden.

Vilka typer av utfyllnadsmönster finns det?

När vi tittar på Cura, det mest populära skärningsprogrammet, kan du se vilka utfyllnadsmönsteralternativ de har, tillsammans med några bilder och användbar information.

• Rutnät
• Linjer
• Triangel
• Trihexagonal
• Kubisk
• Kubisk indelning
• Oktett
• Kvart kubik
• Koncentrisk
• ZigZag
• Cross
• Cross3D
• Gyroid

Vad är Grid Infill?

Det här utfyllnadsmönstret har ett korsningsmönster som skapar två vinkelräta linjer som bildar fyrkanter i mitten.

• Stor styrka i vertikal riktning
• God styrka i riktning mot de bildade linjerna
• Svagare i den diagonala riktningen
• Skapar en ganska bra, slät yta

Vad är Lines/Rectilinear Infill?

Mönstret Lines skapar flera parallella linjer över objektet, med olika riktningar per lager. Så i princip har ett lager linjer som går åt ena hållet, och nästa lager har linjer som går åt andra hållet. Det liknar rutmönstret, men det finns en skillnad.

• Vanligtvis svag i vertikal riktning
• Mycket svag i horisontell riktning utom i linjernas riktning.
• Detta är det bästa mönstret för en slät yta.

Ett exempel på hur linjer och rutmönster skiljer sig åt visas nedan, där utfyllnadsriktningarna är standard 45° & -45°.

Linjer (rätlinjig) utfyllnad:

Lager 1: 45° - diagonal höger riktning

Lager 2: -45° - diagonal vänster riktning

Lager 3: 45° - diagonal höger riktning

Lager 4: -45° - diagonal vänster riktning

Utfyllnad av rutnät:

Skikt 1: 45° och -45°

Skikt 2: 45° och -45°

Skikt 3: 45° och -45°

Skikt 4: 45° och -45°

Vad är Triangle Infill?

Detta är ganska självförklarande: ett utfyllnadsmönster där tre uppsättningar linjer skapas i olika riktningar för att bilda trianglar.

• Har lika mycket styrka i varje horisontell riktning.
• Stor skjuvhållfasthet
• Problem med flödesavbrott så att hög fyllnadstäthet har låg relativ styrka.

Vad är trihexagonal utfyllnad?

Det här utfyllnadsmönstret har en blandning av trianglar och hexagonala former som är utspridda över hela objektet. Det gör det genom att skapa tre uppsättningar linjer i tre olika riktningar, men på ett sätt som gör att de inte skär varandra på samma ställe.

• Mycket stark i horisontell riktning
• Lika stark i varje horisontell riktning
• Stor motståndskraft mot skjuvning
• Kräver många hudlager för att få en jämn yta.

Vad är Cubic Infill?

Med Cubic-mönstret skapas kuber som är titulerade och staplade, vilket skapar ett tredimensionellt mönster. Kuberna är orienterade så att de står på hörn, så att de kan skrivas ut utan att överhöra inre ytor.

• Lika stark i alla riktningar, även vertikalt.
• Ganska bra total styrka i alla riktningar
• Kudden minskar med det här mönstret eftersom långa vertikala fickor inte skapas.

Vad är Cubic Subdivision Infill?

Mönstret Cubic Subdivision skapar också kuber och ett tredimensionellt mönster, men det skapar större kuber mot mitten av objektet. Detta görs så att de viktigaste områdena för styrka har bra utfyllnad, samtidigt som man sparar material där utfyllnaden är minst effektiv.

Utfyllnadstätheten bör ökas med detta mönster eftersom den kan vara riktigt låg i de mellersta områdena. Det fungerar genom att skapa en serie med 8 uppdelade kuber, sedan uppdelas de kuber som träffar väggar tills utfyllnadslinjens avstånd är uppnått.

• Bästa och starkaste mönstret när det gäller vikt och trycktid (förhållandet mellan styrka och vikt).
• Lika stark i alla riktningar, även vertikalt.
• Minskar också effekterna av kuddar
• Ökad utfyllnadstäthet innebär att utfyllnaden inte får synas genom väggarna.
• Har många indragningar, inte bra för flexibla material eller mindre viskösa material (rinnande).
• Skärningstiden är relativt längre

Vad är oktettutfyllnad?

Utfyllnadsmönstret Octet är ett annat tredimensionellt mönster som skapar en blandning av kuber och regelbundna tetraeder (triangulär pyramid). Detta mönster ger flera utfyllnadslinjer intill varandra med jämna mellanrum.

• Har en stark inre ram, särskilt där de intilliggande linjerna är
• Modeller med en medelhög tjocklek (cirka 1 cm/0,39″) är bra när det gäller styrka.
• Minskar också kuddeeffekterna eftersom långa vertikala luftfickor inte skapas.
• Producerar ytor av dålig kvalitet

Vad är Quarter Cubic Infill?

Quarter Cubic är lite mer komplicerad i sin förklaring, men liknar Octet Infill. Det är ett tredimensionellt mönster eller tessalation (nära arrangemang av former) som består av tetraeder och förkortade tetraeder. Precis som Octet placeras flera utfyllnadslinjer intill varandra då och då.

• Tunga laster avger vikt till den inre strukturen.
• Ramen är orienterad i två olika riktningar, vilket gör dem individuellt svaga.
• Stor relativ styrka för modeller med låg tjocklek (några få mm)
• Minskad kuddeeffekt för de översta lagren eftersom långa vertikala luftfickor inte produceras.
• Överbryggningsavståndet för det här mönstret är långt, så det kan ha en negativ inverkan på kvaliteten på den övre ytan.

Vad är koncentrisk utfyllnad?

Det koncentriska utfyllnadsmönstret skapar helt enkelt en serie inre gränser parallellt med objektets omkrets.

• Vid en utfyllnadstäthet på 100 % är detta det starkaste mönstret eftersom linjerna inte skär varandra.
• Perfekt för flexibla utskrifter eftersom den är svag och jämn i alla horisontella riktningar.
• Har större styrka i vertikal riktning än i horisontell riktning
• Svagast utfyllnadsmönster om man inte använder 100 % utfyllnadstäthet eftersom den horisontella styrkan saknas.
• 100 % utfyllnadstäthet fungerar bättre med icke-cirkulära former.

Vad är Zigzag Infill?

Zigzagmönstret skapar helt enkelt just det mönster som det heter. Det är mycket likt Lines-mönstret, men skillnaden är att linjerna är anslutna i en lång linje, vilket ger mindre avbrott i flödet. Används främst i stödkonstruktioner.

• När man använder 100 % utfyllnadstäthet är detta mönster det näst starkaste.
• Bättre för cirkulära former jämfört med det koncentriska mönstret vid 100 % utfyllnadsprocent.
• Ett av de bästa mönstren för en slät yta, eftersom linjeavståndet är mycket litet.
• Har en svag hållfasthet i vertikal riktning eftersom lagren har otillräckliga bindningspunkter.
• Mycket svag i horisontell riktning, förutom i den riktning som linjerna är orienterade.
• Dåligt motstånd mot skjuvning, vilket gör att den snabbt går sönder under belastning.

Vad är Cross Infill?

Cross-infillmönstret är ett oortodoxt mönster som skapar kurvor med mellanrum, vilket replikerar korsformer i ett objekt.

• Bra mönster för flexibla föremål eftersom det är jämnt svagt tryckt i alla riktningar.
• Långa raka linjer produceras inte i horisontell riktning, så den är inte stark på några ställen.
• Har inga som helst inskränkningar, så det är lättare att skriva ut flexibelt material med
• Starkare i vertikal riktning än i horisontell riktning

Vad är Cross 3D Infill?

Cross 3D-mönstret skapar dessa kurvor med mellanrum, vilket replikerar korsformerna i objektet, men det ger också impulser längs Z-axeln vilket gör det svagare i vertikal riktning.

• Skapar en jämn "squishy-ness" i både horisontell och vertikal riktning, det bästa mönstret för flexibla material.
• Har inga långa raka linjer så den är svag i alla riktningar.
• Inte heller några återtaganden.
• Detta tar relativt lång tid att skära upp.

Vad är Gyroid Infill?

Gyroid-mönstret skapar en serie vågor i omväxlande riktningar.

• Lika stark i alla riktningar, men inte det starkaste utfyllnadsmönstret.
• Bra för flexibla material, men ger ett mindre plastigt objekt än Cross 3D.
• Bra motståndskraft mot klippning
• Skapar en volym som gör det möjligt för vätskor att flöda, perfekt för upplösbara material.
• Har lång tid för att skära upp och skapar stora G-kodfiler.
• Vissa skrivare kan ha svårt att hålla jämna steg med G-Code-kommandon per sekund, särskilt vid seriell anslutning.

Vilket är det bästa utfyllnadsmönstret för Strength (Cura)?

Det finns många som diskuterar vilket utfyllnadsmönster som är det bästa när det gäller styrka. Dessa utfyllnadsmönster har hög styrka i flera riktningar och brukar vanligtvis kategoriseras som tredimensionella mönster.

De bästa kandidaterna som folk har lagt fram är vanligtvis:

• Kubisk
• Gyroid

Som tur är är det en ganska kort lista så du behöver inte gå igenom alltför många för att hitta din perfekta passform. Jag ska gå igenom varje fyllnadsmönster för att hjälpa dig att bestämma dig för vilket du ska välja. Ärligt talat, från vad jag har undersökt, är det inte så stor skillnad i styrka mellan dessa, men en har övertaget.

Kubisk

Cubic är utmärkt eftersom den är jämn i styrka från alla håll. Cura kallar den för ett starkt utfyllnadsmönster och den har ett antal varianter som visar hur användbar den är som utfyllnadsmönster.

När det gäller ren strukturell styrka är Cubic mycket respekterad och populär bland 3D-skrivaranvändare.

Den kan drabbas av överhäng i hörnen beroende på vilken modell du har, men i allmänhet skrivs den mycket jämnt ut.

Gyroid

Gyroid har en jämn hållfasthet i alla riktningar, och det går snabbt att skriva ut i 3D. CNC Kitchens krosshållfasthetstest visade att Gyroid-mönstret har en brottsbelastning på exakt 264 kg för en 10-procentig fyllnadstäthet i både vinkelrät och tvärgående riktning.

När det gäller utskriftstiden ökar den med cirka 25 % jämfört med Lines-mönstret. Cubic och Gyroid har mycket likartade utskriftstider.

Den använder mer material än Cubic, men den är mer benägen för utskriftsproblem, t.ex. att lagren inte kan staplas på varandra.

Den höga skjuvhållfastheten, motståndskraften mot böjning och den låga vikten hos detta utfyllnadsmönster gör det till ett idealiskt val jämfört med de flesta andra mönster. Det har inte bara hög hållfasthet, utan är också utmärkt för flexibla tryck.

Specifika hållfasthetstester utförda av Cartesian Creations visade att det starkaste fyllnadsmönstret var Gyroid, jämfört med 3D Honeycomb (Simplify3D-mönster som liknar Cubic) och Rectilinear.

Det visade att Gyroid-mönstret är utmärkt för att absorbera spänningar, med två väggar, 10 % fyllnadstäthet och sex botten- och toppskikt. Han fann att det var starkare, använde mindre material och trycktes snabbare.

Valet är ditt, men jag skulle personligen välja Cubic-mönstret om jag vill ha maximal bärförmåga. Om du vill ha styrka, flexibilitet och snabbare utskrifter är Gyroid-mönstret det rätta.

Det finns andra faktorer än utfyllnadsmönstret för maximal styrka. CNC Kitchen fann att den viktigaste faktorn är antalet väggar och väggtjocklek, men den har fortfarande ett betydande inflytande.

Han tog reda på detta genom att testa ett antal olika fyllningar, tätheter och väggtjocklekar och kom fram till hur viktig väggtjockleken var.

Denna hypotes har också fler bevis bakom sig i en artikel från 2016 om effekterna av utfyllnadsmönster på draghållfasthet. Där förklaras att olika utfyllnadsmönster hade högst 5 % skillnader i draghållfasthet, vilket innebär att mönstret i sig inte gjorde någon större skillnad.

Den största skillnaden i fråga om fyllning var procentuell fyllning. Även om draghållfasthet inte är den enda hållfasthet som eftersträvas betyder det inte att fyllningsmönster inte kan göra en skillnad på mer än 5 % när det gäller funktionalitet.

Vilket är det snabbaste utfyllnadsmönstret för hastighet?

Om vi tittar på det bästa utfyllnadsmönstret för snabbhet är de tydliga faktorerna här vilka mönster som har de mest raka linjerna, mindre rörelser och minst material som används för utskriften.

Detta är ganska lätt att avgöra när vi tänker på de mönsterval vi har.

Det bästa utfyllnadsmönstret när det gäller hastighet är linjer eller rätlinjigt mönster, vilket är standardmönstret i Cura. Mönster med de flesta riktningsändringar tar vanligtvis längre tid att skriva ut, så raka linjer skrivs ut snabbast med hög hastighet.

När vi tittar på den viktiga faktorn för snabbhet och användning av minsta möjliga material, tittar vi på parametern bästa förhållandet mellan styrka och vikt. Detta innebär, när det gäller styrka och vikt, vilket utfyllnadsmönster som har den bästa mängden styrka i förhållande till hur mycket utfyllnad som används.

Vi vill inte bara använda det minsta materialet och få ett föremål som lätt faller sönder.

Tester har faktiskt utförts på denna parameter, och CNC Kitchen fann att det normala rätlinjiga mönstret eller linjemönstret har ett av de bästa förhållandena mellan styrka och vikt och använder minst material. Det kubiska indelningsmönstret är en annan kandidat till att använda minst material. Det skapar fyllning med hög densitet runt väggarna och lägre densitet i mitten.

Det är ett perfekt mönster att ha som standardmönster för dina utskrifter, förutom när du har ett specifikt syfte för funktionalitet och styrka. Lines-mönstret eller Cubic Subdivision skriver inte bara ut mycket snabbt, det använder en liten mängd fyllning och har god styrka.

Vilket är det bästa fyllnadsmönstret för flexibla 3D-utskrifter?

De bästa utfyllnadsmönstren för TPU och flexibla material är:

• Koncentrisk
• Cross
• Cross 3D
• Gyroid

Beroende på din modell finns det ett idealiskt mönster för dina flexibla 3D-utskrifter.

Som tidigare nämnts fungerar det koncentriska mönstret bäst vid en utfyllnadstäthet på 100 %, men mest för icke-cirkulära objekt. Det har ganska god vertikal styrka men svag horisontell styrka, vilket ger det flexibla egenskaper.

Cross- och Cross 3D-mönstren har ett jämnt tryck på alla sidor, men Cross 3D-mönstret har även ett vertikalt riktningselement, men det tar längre tid att skära.

Gyroid är utmärkt när du använder fyllningar med lägre densitet och är användbart av flera skäl: det har snabb utskriftstid och är mycket motståndskraftigt mot klippning, men det är mindre flexibelt överlag jämfört med de andra flexibla mönstren.

Om du letar efter det bästa utfyllnadsmönstret för kompression är Gyroid ett av de bästa alternativen.

Hur mycket spelar utfyllnadens täthet eller procentuell andel roll?

Fyllnadsdensiteten påverkar ett antal viktiga parametrar för din 3D-printade del. När du håller muspekaren över inställningen "Fyllnadsdensitet" i Cura visas att den påverkar övre lager, nedre lager, fyllningslinjernas avstånd, fyllningsmönster och överlappning.

Fyllnadstäthet/procent har en ganska stor inverkan på hållfasthet och utskriftstid.

Ju högre utfyllnadsprocent du har, desto starkare blir delen, men vid en utfyllnadstäthet på över 50 % blir de mycket mindre betydelsefulla när det gäller att ge extra styrka.

Skillnaden mellan fyllnadstätheten som du ställer in i Cura har stor betydelse för vad den ändrar i din delstruktur.

Nedan visas ett visuellt exempel på 20 % utfyllnadstäthet jämfört med 10 %.

En större fyllnadstäthet innebär att dina fyllningslinjer placeras närmare varandra, vilket innebär att fler strukturer arbetar tillsammans för att ge en del styrka.

Du kan tänka dig att det är mycket lättare att försöka bryta sönder en bit med låg densitet än en bit med hög densitet.

Det är viktigt att veta att utfyllnadstätheten varierar kraftigt när det gäller hur den påverkar en del på grund av skillnader i utfyllnadsmönster.

En förändring från 10 % fyllning till 20 % fyllning för ett linjemönster kommer inte att vara samma sak som samma förändring för ett gyroidmönster.

De flesta utfyllnadsmönster har liknande vikt med samma utfyllnadstäthet, men triangelmönstret visade en nästan 40-procentig ökning av totalvikten.

Det är därför som de som använder Gyroid-mönstret inte behöver så höga utfyllnadsprocent, men ändå får en respektabel nivå av hållfasthet.

Låg utfyllnadstäthet kan leda till problem, t.ex. att väggar inte ansluter till utfyllnaden och att luftfickor skapas, särskilt i mönster med många korsningar.

Du kan få en underextrusion när en fyllningslinje korsar en annan linje på grund av flödesavbrott.

Cura förklarar att en ökning av utfyllnadstätheten har följande effekter:

• Gör dina utskrifter starkare totalt sett
• Ger dina översta ytskikt bättre stöd, vilket gör dem jämnare och lufttäta.
• Minskar problem med felsökningsproblem som t.ex. kuddebildning
• Kräver mer material, vilket gör den tyngre än normalt.
• Tar mycket längre tid att skriva ut beroende på objektets storlek.

Så fyllnadstätheten har definitivt betydelse när vi tittar på styrkan, materialanvändningen och tidpunkten för våra utskrifter. Det finns vanligtvis en bra balans att hitta mellan fyllnadsprocenterna, som ligger på mellan 10 och 30 % beroende på vad du tänker använda delen till.

Estetiska delar eller delar som är avsedda att betraktas kräver mycket mindre utfyllnadstäthet eftersom de inte kräver styrka. Funktionella delar kräver mer utfyllnadstäthet (upp till 70 %) så att de klarar belastningen under en lång tidsperiod.

Bästa utfyllnadsmönster för transparent filament

Många älskar att använda Gyroid-infyllnadsmönstret för transparent filament eftersom det ger ett häftigt mönster. Cubic- eller Honeycomb-infyllnadsmönstret ser också bra ut för transparenta 3D-utskrifter. Det bästa fyllnadsmönstret för transparenta utskrifter är vanligtvis antingen 0 % eller 100 % för att modellen ska bli tydligare.

Här är ett exempel på Gyroids utfyllnadsmönster i en 3D-utskrift av klar PLA. En användare sa att de också använder Gyroid med en utfyllnadstäthet på 15 %.

Clear pla med fyllning ger ett coolt mönster från 3D-utskrift

Titta på videon nedan för att få en bra bild av 3D-utskrift av transparent filament.