Шаблони заповнення можна легко не помітити під час 3D-друку, але вони суттєво впливають на якість. Мені завжди цікаво, який шаблон заповнення є найсильнішим, тому я пишу цю статтю, щоб відповісти на це питання і поділитися нею з іншими любителями 3D-принтерів.

Отже, який шаблон заповнення є найміцнішим? Це залежить від застосування вашого 3D-друку, але загалом стільниковий шаблон є найміцнішим всебічним шаблоном заповнення. Технічно кажучи, прямолінійний шаблон є найміцнішим шаблоном, якщо враховувати напрямок сили, але слабким у протилежному напрямку.

Не існує універсального шаблону заливки, саме тому існує так багато шаблонів заливки, тому що деякі з них кращі за інші залежно від функціональності.

Продовжуйте читати, щоб отримати більше інформації про міцність шаблону заповнення та інші важливі фактори міцності деталі.

Якщо вас цікавлять найкращі інструменти та аксесуари для ваших 3D-принтерів, ви можете легко знайти їх на Amazon. Я відфільтрував найкращі продукти, тож бажаю вам гарного перегляду.

Який шаблон заповнення є найсильнішим?

Дослідження 2016 року показало, що комбінація прямолінійного візерунка зі 100% наповненням показала найвищу міцність на розрив - 36,4 Мпа.

Це був лише тест, тому ви не захочете використовувати 100% заповнення, але він показує реальну ефективність цього шаблону заповнення.

Найсильнішим шаблоном заповнення є прямолінійний, але тільки коли він вирівняний за напрямком дії сили, він має свої недоліки, тому майте це на увазі.

Коли ми говоримо про конкретний напрямок сили, то прямолінійна картина заповнення дуже сильна за напрямком сили, але набагато слабша проти напрямку сили.

Як не дивно, прямолінійна заливка виявилася дуже ефективною з точки зору використання пластику, тому вона друкує швидше, ніж стільникова (на 30% швидше) та деякі інші патерни.

Найкращою схемою заповнення по всьому периметру є стільникова, інакше відома як кубічна.

Бджолині стільники (кубічні) - це, мабуть, найпопулярніший шаблон заповнення для 3D-друку. Багато користувачів 3D-принтерів рекомендують його, оскільки він має такі чудові якості та характеристики. Я використовую його для багатьох своїх відбитків і не маю з ним жодних проблем.

Соти мають меншу міцність у напрямку дії сили, але мають рівну кількість міцності у всіх напрямках, що робить їх технічно міцнішими в цілому, оскільки можна стверджувати, що ви сильні настільки, наскільки сильна ваша найслабша ланка.

Бджолині стільники не тільки естетично виглядають, але й широко використовуються в багатьох сферах застосування для підвищення міцності. Навіть композитні сендвіч-панелі аерокосмічного класу включають стільниковий візерунок у свої деталі, щоб ви знали, що вони заслужили свої смужки.

Майте на увазі, що аерокосмічна промисловість використовує цей шаблон заповнення переважно через виробничий процес, а не через міцність. Це найміцніший шаблон заповнення, який вони можуть використовувати, враховуючи їхні ресурси, інакше вони можуть використовувати гіроїдний або кубічний шаблон.

Для певних матеріалів може бути досить складно використовувати деякі шаблони заповнення, тому вони роблять все можливе, щоб отримати найкраще.

Honeycomb використовує багато рухів, а це означає, що друк відбувається повільніше.

Який ваш улюблений шаблон заповнення? з 3D-друку

Користувач провів випробування, щоб побачити вплив шаблонів заповнення на механічні характеристики, і виявив, що найкраще використовувати лінійні або діагональні шаблони (лінійні, нахилені на 45°).

При використанні менших відсотків заповнення не було великої різниці між лінійними, діагональними або навіть гексагональними (стільниковими) візерунками, а оскільки стільникові візерунки повільніші, не варто використовувати їх при низькій щільності заповнення.

При вищих відсотках заповнення гексагональна форма показала таку ж механічну міцність, як і лінійна, тоді як діагональна форма фактично показала на 10% більшу міцність, ніж лінійна.

Список найсильніших шаблонів заповнення

У нас є шаблони заливки, які називаються 2D або 3D.

Багато людей використовують 2D заливки для середнього друку, деякі з них можуть бути швидкими заливками, які використовуються для слабших моделей, але у вас все ще є сильні 2D заливки.

У вас також є стандартні 3D-наповнювачі, які використовуються для того, щоб зробити ваші 3D-друки не тільки міцнішими, але й стійкішими до всіх напрямків дії сили.

На їх друк піде більше часу, але вони значно підвищують механічну міцність 3D-друкованих моделей, що чудово підходить для функціонального друку.

Важливо пам'ятати, що існує багато різних слайсерів, але незалежно від того, чи використовуєте ви Cura, Simplify3D, Slic3r, Makerbot або Prusa, ви знайдете версії цих потужних шаблонів заливки, а також деякі користувацькі шаблони.

Найсильніші шаблони заповнення:

• Сітка - 2D заливка
• Трикутники - 2D заливка
• Tri-Hexagon - 2D заповнення
• Кубічна - 3D-заповнення
• Кубічна (поділ) - 3D-заповнення і використовує менше матеріалу, ніж Кубічна
• Octet - 3D заповнення
• Чверть кубічної - 3D-заповнення
• Щитовидна залоза - підвищена сила при меншій вазі

Гібридний і прямолінійний принтери - ще два чудові варіанти, які відомі своєю високою міцністю. Гібридний принтер може мати проблеми з друком, якщо щільність заповнення низька, тому знадобиться кілька спроб і помилок, щоб налаштувати його належним чином.

Кубічний поділ - це дуже міцний і швидкий для друку шрифт. Він має дивовижну міцність у 3 вимірах і довгі прямі траєкторії друку, що дає змогу швидко заповнювати шари.

Який найбільший відсоток заповнення

Іншим важливим фактором міцності деталі є відсоток заповнення, який надає деталям більшої структурної цілісності.

Якщо подумати, то чим більше пластику в середині деталі, тим міцнішою вона буде, тому що силі доведеться пробиватися крізь більшу масу.

Очевидною відповіддю є те, що 100% заповнення буде найміцнішим відсотком заповнення, але це ще не все. Ми повинні збалансувати час друку і матеріал з міцністю деталі.

Середня щільність заповнення, яку застосовують користувачі 3D-принтерів, становить 20%, що також є значенням за замовчуванням у багатьох програмах для нарізки.

Це чудова щільність заповнення для деталей, що виготовляються для зовнішнього вигляду і не несуть навантаження, але для функціональних деталей, які потребують міцності, ми можемо піти на більшу щільність.

Важливо знати, що коли ви досягаєте дуже високого відсотка ниток, наприклад, 50%, він має велику спадну віддачу від того, наскільки більше він зміцнює ваші деталі.

Перевищення 75% здебільшого не потрібне, тому пам'ятайте про це, перш ніж витрачати нитки. Вони також роблять ваші деталі важчими, що може підвищити ймовірність поломки через фізику та силу, адже маса х прискорення = чиста сила.

Який шаблон заповнення найшвидший?

Найшвидший шаблон заповнення - це шаблон ліній, який ви могли бачити на відео та зображеннях.

Це, мабуть, найпопулярніший шаблон заливки, який використовується за замовчуванням у багатьох програмах для нарізки. Він має пристойну міцність і використовує невелику кількість ниток, що робить його найшвидшим шаблоном заливки, якщо не брати до уваги відсутність шаблону взагалі.

Які ще фактори роблять 3D-друк міцним?

Хоча ви прийшли сюди в пошуках шаблонів заповнення для міцності, товщина стінок або кількість стінок має більший вплив на міцність деталі, і є багато інших факторів. Чудовим ресурсом для міцного 3D-друку є ця публікація на GitHub.

Деякі користувачі 3D-принтерів застосовують досить крутий продукт, який може зробити ваші 3D-друковані деталі міцнішими. Він називається Smooth-On XTC-3D High Performance Coating (Високоефективне покриття Smooth-On XTC-3D).

Він призначений для надання 3D-друку гладкої поверхні, але він також робить 3D-деталі трохи міцнішими, оскільки додає покриття ззовні.

Якість ниток

Не всі нитки виготовляються однаково, тому переконайтеся, що ви купуєте нитки від відомого бренду, якому довіряєте, щоб отримати найкращу якість. Нещодавно я написав пост про те, як довго служать 3D-друковані деталі, в якому є інформація про це, тож ви можете ознайомитися з ним.

Суміш ниток/композити

Було розроблено багато міцніших ниток, якими ви можете скористатися. Замість звичайного PLA ви можете вибрати PLA plus або PLA, змішаний з іншими матеріалами, такими як дерево, вуглецеве волокно, мідь і багато іншого.

У мене є посібник "Ultimate Filament Guide", в якому детально описано багато різних матеріалів для ниток.

Орієнтація друку

Це простий, але про нього забувають, метод, який може покращити ваші відбитки. Слабкими місцями ваших відбитків завжди будуть лінії шарів.

Інформація з цього маленького експерименту допоможе вам краще зрозуміти, як розташувати деталі для друку. Це може бути так само просто, як повернути деталь на 45 градусів, щоб збільшити міцність друку більш ніж удвічі.

Або, якщо вас не турбує надмірне використання матеріалу та тривалий час друку, ви не помилитеся, обравши "суцільну" конфігурацію щільності друку.

Існує спеціальний термін "анізотропний", який означає, що об'єкт має найбільшу міцність у напрямку XY, а не в напрямку Z. У деяких випадках натяг по осі Z може бути в 4-5 разів слабшим, ніж по осі XY.

Деталі 1 і 3 були найслабшими, оскільки напрямок заповнення був паралельний краям об'єкта. Це означало, що основна міцність деталі була обумовлена слабкою міцністю зчеплення PLA, яка в невеликих деталях буде дуже незначною.

Простий поворот деталі на 45 градусів може надати друкованим деталям вдвічі більшої міцності.

Кількість оболонок/периметрів

Оболонки визначаються як всі зовнішні частини або близькі до зовнішніх частин моделі, які є контурами або зовнішніми периметрами кожного шару. Простіше кажучи, це кількість шарів на зовнішній стороні відбитка.

Оболонки мають величезний вплив на міцність деталі, де додавання лише однієї додаткової оболонки може технічно забезпечити таку ж міцність деталі, як і додаткові 15% наповнювача на 3D-друкованій деталі.

Під час друку оболонки - це деталі, які друкуються першими для кожного шару. Майте на увазі, що це, звісно, збільшить час друку, тому це компроміс.

Товщина оболонки

Крім додавання оболонок до відбитків, ви можете збільшити товщину оболонки, щоб підвищити міцність деталі.

Це часто робиться, коли деталі потрібно відшліфувати або обробити, оскільки вони зношуються. Більша товщина оболонки дозволяє відшліфувати деталь і зберегти оригінальний вигляд вашої моделі.

Товщина оболонки зазвичай кратна діаметру сопла, головним чином, щоб уникнути дефектів друку.

Кількість стінок і товщина стінок також мають значення, але вже технічно є частиною оболонки і є її вертикальними частинами.

Надмірна екструзія

Приблизно 10-20% надлишкової екструзії у ваших налаштуваннях надасть вашим деталям більшої міцності, але ви побачите погіршення естетики та точності. Може знадобитися кілька спроб і помилок, щоб знайти швидкість потоку, яка вас влаштує, тому використовуйте її з користю для себе.

Менші шари

My3DMatter виявив, що менша висота шару послаблює 3D-друкований об'єкт, хоча цей висновок не є остаточним і, ймовірно, має багато змінних, які впливають на це твердження.

Однак компроміс полягає в тому, що перехід від сопла 0,4 мм до сопла 0,2 мм подвоїть час друку, від якого більшість людей відмовляється.

Для дійсно міцної 3D-друкованої деталі ви повинні мати гарну структуру і відсоток заповнення, додати тверді шари для стабілізації структури заповнення, додати більше периметрів до верхнього і нижнього шарів, а також до зовнішньої частини (оболонки).

Після того, як ви зберете всі ці фактори разом, ви отримаєте надзвичайно довговічну та міцну деталь.

Якщо ви любите високоякісний 3D-друк, вам сподобається набір інструментів для 3D-принтерів AMX3d Pro Grade від Amazon. Це основний набір інструментів для 3D-друку, який містить усе необхідне для зняття, очищення та обробки ваших 3D-друків.

Це дає вам можливість:

• Легко очищайте свої 3D-друки - набір з 25 предметів: 13 лез для ножів і 3 ручок, довгий пінцет, плоскогубці з голкою та клей-карандаш.
• Просто виймайте 3D-друки - припиніть пошкоджувати свої 3D-друки за допомогою одного з 3 спеціалізованих інструментів для вилучення
• Ідеально обробляйте свої 3D-друки - комбінація з 3 частин, 6 інструментів, прецизійного скребка, різця та ножа може проникати в невеликі щілини, щоб отримати ідеальну обробку.
• Станьте професіоналом у сфері 3D-друку!