Заповнення є одним з ключових параметрів при 3D-друці, але мені було цікаво, скільки заповнення насправді потрібно для друку. Я провів деякі дослідження, щоб знайти кілька хороших відсотків заповнення, про які я розповім у цій статті.

Кількість наповнювача залежить від того, який об'єкт ви створюєте. Якщо ви створюєте об'єкт для зовнішнього вигляду, а не для міцності, 10-20% наповнювача повинно бути достатньо. З іншого боку, якщо вам потрібна міцність, довговічність і функціональність, 50-80% наповнювача - хороша кількість.

У решті статті ми детально розглянемо, які фактори впливають на те, скільки заповнювача потрібно для 3D-друку, та інші поради, які ви можете використати.

Що таке інфілл?

Коли ви друкуєте 3D-модель, одна річ, яка не потребує ніякої точності або уваги - це те, як ви друкуєте інтер'єр. З цієї причини вам не потрібно робити повністю суцільний інтер'єр для моделі. Ось чому ви можете використовувати інший підхід, щоб надрукувати інтер'єр більш ефективним і раціональним способом.

Заповнення - це тривимірна структура, яка друкується всередині моделі, щоб утримувати стінки або периметр вашої моделі разом. Заповнення використовується для додання міцності надрукованій моделі з використанням невеликої кількості матеріалу. Це може бути повторюваний візерунок, який може полегшити друк.

Однією з головних переваг заповнення є те, що інтер'єр може бути надрукований з різним ступенем порожнистості. Цей фактор можна представити іншим терміном - щільність заповнення.

Якщо щільність заповнення становить 0%, це означає, що надрукована модель повністю порожниста, а 100% означає, що модель повністю суцільна всередині. Крім того, що заповнення утримує конструкцію, воно також визначає її міцність.

Кількість заливки, необхідної для 3D-друкованої моделі, залежить виключно від типу і функціональності друку. Ми обговоримо різні види заливки і різні шаблони, що використовуються для різних цілей.

Різна щільність заповнення для різних цілей

Використання в якості моделі або декоративного елемента

Для створення моделі для презентації або виставки вам не потрібно, щоб модель була міцною, щоб витримувати великі навантаження. З цієї причини вам не потрібен надто міцний наповнювач, який би утримував конструкцію разом.

Щільність заповнення, що використовується для цієї мети, може становити близько 10-20%. Таким чином, ви можете заощадити матеріал, а також виконати необхідну мету без проблем.

Найкращим візерунком для цього сценарію будуть лінії або зигзаг. Ці візерунки утримують структуру разом, забезпечуючи необхідну для цього міцність. Оскільки це дуже прості візерунки, їх можна легко надрукувати, і це зменшує загальний час друку.

Дехто рекомендує навіть використовувати 5% заливку для більших відбитків, але обов'язково з використанням шаблону заливки "Лінії". Ви можете додати більше периметрів або збільшити товщину стінок, щоб додати моделі міцності.

Погляньте на 3D-друк користувача Reddit нижче.

7 годин з 5% заповненням від ender3

Стандартні 3D-моделі

Це друковані моделі, які використовуються після друку, окрім виставкового. Ці відбитки вимагають більшої міцності порівняно з попередніми і повинні витримувати помірні навантаження. Це означає, що щільність заповнення повинна бути збільшена до значення близько 15-50%.

Для цього підходять такі візерунки, як трикутники, сітка або трикутники. Ці візерунки дещо складніші, ніж лінії та зигзаги, тому для їх друку знадобиться більше часу. Фактично, це займе на 25% більше часу, ніж для попередніх візерунків.

Ви можете розділити і вивчити властивості кожного шаблону, оскільки вони також мають незначні відмінності між собою. Структура сітки є найпростішою і найслабшою з усіх трьох. Будучи простою сіткою, вона може бути надрукована швидше порівняно з іншими.

Величезною перевагою трикутного візерунка є його здатність витримувати навантаження при перпендикулярному нанесенні на стіни. Трикутний візерунок можна використовувати на ділянках моделі з невеликими прямокутними елементами, оскільки за цієї умови він створює більше з'єднання зі стінами порівняно з сіткою.

Три-шестикутник є найміцнішим з усіх трьох і має комбінацію як трикутників, так і шестикутників. Включення шестикутника в сітку робить її набагато міцнішою. Це видно з того, що стільники використовують той самий багатокутник для своєї сітки.

Ще однією перевагою трикутної сітки є те, що вона зазнає менших структурних пошкоджень порівняно з іншими через погане охолодження. Це пояснюється тим, що всі ребра в цій сітці коротші порівняно з рештою, що залишає невелику довжину для згинання та деформації.

Функціональні 3D-моделі

Це друковані моделі, які зроблені з певною метою. Їх можна використовувати як опорні моделі або запасні частини.

Функціональні 3D-моделі піддаються високим навантаженням і повинні мати хорошу несучу здатність. Це означає, що вони повинні містити заповнення, яке відповідає цим вимогам. Для цього щільність заповнення повинна становити близько 50-80%.

Найкращі схеми заповнення, які демонструють ці обсяги несучої здатності, - октет, кубічна, кубічний поділ, гіроїд та ін. Октет має повторювану тетраедричну структуру, яка рівномірно забезпечує міцність стін у більшості напрямків.

Найкращий візерунок, який витримує навантаження з будь-якого напрямку - гіроїдний. Він має тривимірну хвилеподібну структуру, симетричну в усіх напрямках. Саме тому цей візерунок демонструє міцність у всіх напрямках.

Гіроїдна структура демонструє виняткову міцність при низькій щільності. Це природна структура, яка зустрічається в крилах метеликів і в мембранах деяких клітин.

Гнучкі моделі

Матеріал для друку заповнення повинен бути продуманим, щоб отримати гнучкість. Найкращим рішенням тут буде використання PLA для цієї мети.

Щільність заливки для цієї мети може бути в межах 0-100% залежно від того, наскільки гнучкішою вона має бути. Різні шаблони, доступні для цієї мети, - концентричні, перехресні, cross3D тощо.

Концентрична - це шаблон заливки, який нагадує хвилеподібний візерунок контуру. Це концентричні копії контуру, які утворюють заливку. Інший шаблон для цієї мети - перехресний. Це 2D-сітка, яка залишає простір між скручуванням і згинанням.

Концентричні та 2D-шаблони дуже гнучкі, але якщо вам потрібно щось трохи жорсткіше, то найкращим варіантом буде використання шаблону під назвою "перехресна 3D". Ця заливка має нахил через вісь z, але залишається незмінною в шарі 2D-площини.

Переваги інфіллу

Збільшує швидкість друку

Оскільки заповнення є повторюваним тривимірним візерунком, його легко друкувати. 3D-принтер друкує шарами, і кожен шар складається з 2 основних частин: заповнення та контуру. Контур - це периметр шару, який стає зовнішньою оболонкою або стінками друкованої моделі.

Під час друку шару контур потребує великої точності, оскільки він визначає форму об'єкта. Тим часом заливка, яка є повторюваним візерунком, може бути надрукована без того рівня точності, який використовувався раніше. Це означає, що її можна швидко надрукувати, рухаючись туди-сюди.

Низька витрата матеріалів

Матеріал, що використовується для друку моделі, буде найвищим, коли вона надрукована як суцільна всередині. Це називається заповненням зі 100% щільністю заповнення. Ми можемо зменшити використання матеріалу для друку 3D-моделі, використовуючи відповідне заповнення. Ми можемо вибрати щільність заповнення відповідно до наших потреб.

Різні візерунки на вибір

Існує багато шаблонів, які можна вибрати для заповнення, це дає нам можливість вибирати відповідно до наших потреб. Різні шаблони мають різні властивості, і ми можемо використовувати їх відповідно. Шаблон часто вибирається з урахуванням наступних факторів

• Форма моделі - ви можете вибрати будь-який візерунок для об'єкта. Оптимальним рішенням тут буде вибрати той, який забезпечить максимальну міцність з найменшою кількістю матеріалу для даної конкретної форми моделі. Якщо ви робите круглий або циліндричний об'єкт, найкращим візерунком для його скріплення буде вибір концентричного візерунка, наприклад, арки або восьмикутника.
• Гнучкість - якщо ви не відмовляєтеся від міцності або жорсткості, вам потрібно вибрати візерунок заповнення, який забезпечує гнучкість, наприклад, концентричні візерунки, перехресні або перехресні 3D. Існують візерунки для загальної гнучкості і візерунки, призначені для гнучкості в конкретному вимірі.
• Міцність моделі - шаблони відіграють величезну роль у визначенні міцності моделі. Деякі шаблони, такі як гіроїд, кубічний або октет, є досить міцними. Ці шаблони можуть надати моделі більшої міцності, ніж інші шаблони при однаковій щільності заповнення.
• Використання матеріалів - незалежно від щільності заповнення, деякі моделі розроблені таким чином, що вони щільно укладаються, тоді як інші мають вільний зв'язок, залишаючи багато вільного простору.

Ефективне використання наповнювача

Кут заповнення друку

Під час друку заливки слід враховувати різні моменти, зокрема, кут, під яким друкується заливка.

Якщо ви помітили, на більшості відбитків кут відбитка завжди дорівнює 45 градусам. Це тому, що під кутом 45 градусів двигуни X і Y працюють з однаковою швидкістю. Це збільшує швидкість завершення заповнення.

Іноді ви можете опинитися в ситуації, коли зміна кута заповнення може зробити деякі слабкі ділянки сильнішими. Але зміна кута призведе до зниження швидкості. Найкращим рішенням для уникнення цієї проблеми буде позиціонування моделі у правильному положенні щодо заповнення в самому програмному забезпеченні для нарізки.

Перекриття заповнення

Ви можете досягти міцнішого з'єднання заливки зі стіною, збільшивши значення перекриття заливки. Перекриття заливки - це параметр, який при збільшенні збільшує перетин заливки з внутрішньою стінкою контуру.

Градієнтне та поступове заповнення

Якщо ви хочете, щоб заливка міцніше прилягала до стінок 3D-друку, найкраще використовувати градієнтну заливку. Градієнтна заливка має щільність заливки, що змінюється в площині XY. Щільність заливки стає вищою, коли ми наближаємося до контуру моделі.

Це один з найефективніших способів додати моделі більшої міцності. Єдиний недолік цього підходу полягає в тому, що він вимагає більше часу на друк.

Існує схожий тип друку під назвою "поступова заливка", в якому щільність заливки змінюється по осі Z.

Товщина заповнення

Використовуйте товсту заправку, щоб отримати більшу міцність і жорсткість. Друк дуже тонкої заправки зробить конструкцію схильною до пошкоджень під навантаженням.

Кілька щільностей заповнення

Деякі нові програми для 3D-друку мають потужні інструменти для багаторазової зміни щільності заповнення в одній моделі.

Однією з головних переваг цього методу є розумне використання матеріалу в місцях, які потребують міцності моделі. Тут вам не потрібно використовувати високу щільність заповнення по всій моделі, щоб міцно утримувати лише одну частину відбитка.