W porównaniu z większością innych technik wytwarzania, druk 3D musi kontrolować precyzję dwóch struktur części: zewnętrznej ściany i wypełnienia. Ściana zewnętrzna odnosi się do najbardziej zewnętrznego obszaru części, podczas gdy wypełniacz jest tym, co istnieje wewnątrz części. Zwykle drukarnia będzie miała pewien poziom kontroli nad walutą obcą, ale wypełnienie jest bardziej dynamiczne i odgrywa ogromną rolę w wytrzymałości, wadze, strukturze, wyporności itp. Części. W druku 3D użytkownik może zdefiniować szereg parametrów, aby kontrolować rodzaj wypełnienia zastosowanego w części.
Spośród wszystkich tych parametrów najważniejsze są dwa: gęstość wypełnienia i wzór wypełnienia. Poniżej przeprowadzę Cię przez „wypełnienie” przez kilka różnych metod produkcji, aby lepiej zrozumieć, jak to działa w druku 3D.
Druk 3D i produkcja tradycyjna
Druk 3D wypełnień różni się od innych, bardziej tradycyjnych metod wytwarzania. Weźmy jako przykłady formowanie wtryskowe i produkcję subtraktywną. Formowanie wtryskowe polega na włożeniu materiału do formy w celu uformowania części, a ze względu na samą naturę technologii kontrolowanie struktury wewnętrznej jest po prostu niemożliwe. Dlatego części formowane wtryskowo są albo pełne, albo puste (w przypadku formowania wtryskowego gazem), bez niczego pomiędzy. Produkcja subtraktywna, taka jak obróbka CNC, wymaga cięcia materiału. Podobnie jak w przypadku formowania wtryskowego, wypełnienia nie można regulować, więc wnętrze jest całkowicie solidne. Ale druk 3D może zaprojektować dowolną masę i wykonać ją warstwa po warstwie poprzez wytłaczanie materiału.
Gęstość wypełnienia może znacząco wpłynąć na zużycie materiału
Gęstość wypełnienia to „pełność” wewnątrz części. We fragmentatorze jest wyrażona w procentach od {{0}} percent do 100 percent , gdzie 0 procent oznacza częściowo puste, a 100 procent oznacza całkowitą bryłę. Gęstość wypełnienia może znacznie wpłynąć na wagę części: im pełniejsze wnętrze części, tym będzie ona cięższa. Oprócz ciężaru, gęstość wypełnienia wpływa również na czas drukowania, zużycie materiału i wyporność. To samo dotyczy wytrzymałości, choć oczywiście jest ona również związana z wieloma innymi czynnikami, takimi jak materiał i wysokość podłogi.
Niektóre krajalnice pozwalają również na różne gęstości wypełnienia w tej samej części. Nazywa się to zmienną gęstością wypełnienia, a określone ustawienie w programie krojenia umożliwia użytkownikowi określenie dowolnej zmiany gęstości pożądanej dla różnych obszarów wydruku. Jaki procent gęstości wypełnienia należy więc zastosować w rzeczywistym druku?
● W przypadku większości „standardowych” wydruków, które nie wymagają dodatkowej wytrzymałości, zalecana jest 15-50% gęstość wypełnienia. Ta gęstość procentowa skraca czas drukowania, oszczędza materiał i zapewnia dobrą wytrzymałość.
●Funkcjonalne nadruki muszą być mocne. Dlatego zalecane jest wyższe wypełnienie: ponad 50 proc. W tej konfiguracji drukowanie trwa dłużej i zużywa więcej filamentu, ale skutkuje mocniejszą częścią.
●W przypadku modeli figurek używanych wyłącznie do celów ekspozycyjnych zalecana jest 0-15 procentowa gęstość wypełnienia. Zwiększa to prędkość drukowania i wcale nie zużywa dużo filamentu. Modele wydrukowane w tym zakresie gęstości będą bardzo lekkie, ale niezbyt mocne.
Zalecane ustawienia
1. Druk standardowy: 15-50 procent
2. Druk funkcjonalny: 50-100 procent
3. Figurki i wydruki modeli: 0-15 procent
4. Elastyczne drukowanie: 1-100 procent
Wzór wypełnienia
Wzór kreskowania to struktura i kształt materiału wewnątrz części. Od prostych linii po bardziej złożone geometrie, wzory kreskowania mogą wpływać na wytrzymałość części, wagę, czas drukowania, a nawet elastyczność. W różnych programach fragmentatorów istnieje wiele różnych trybów wypełniania.
Podobnie jak gęstość wypełnienia, różne wzory wypełnienia mają różne właściwości, takie jak złożoność, wydajność materiałowa i liczba płaszczyzn wytrzymałości połączenia (2D lub 3D). Na przykład spiralny wzór łączy zewnętrzne ściany w trzech wymiarach, zapewniając większą ogólną wytrzymałość. Dlatego ten wzór zajmuje więcej materiału niż wzory, takie jak linie. Jaki wzór wypełnienia wybrać?
● Linia: wzór wypełnienia linii składa się z linii wydrukowanych w jednym kierunku (wzdłuż osi X lub Y) na co drugiej warstwie. Ten wzór wypełnienia zapewnia wytrzymałość tylko w dwóch wymiarach, co jest dobre do szybkiego drukowania. Wzory linii nie zużywają dużo materiału i są lekkie.
●Plaster miodu: Jak sama nazwa wskazuje, ten wzór tworzy strukturę plastra miodu, tworząc atrakcyjny efekt wizualny. Ten wzór wypełnienia nadaje się do półszybkich wydruków, które wymagają umiarkowanej wytrzymałości i nie zużywają zbyt dużo materiału.
Siatka: wzór wypełnienia siatki wygląda podobnie do linii, ale zamiast linii jednokierunkowych co drugą warstwę, każda warstwa zawiera dwuwymiarowe linie z dwukrotnie większą odległością między liniami. Ten tryb zapewnia dwuwymiarową moc, ale nadal jest dość potężny. Wzory siatki zużywają przeciętną ilość materiału i zajmują średnio dużo czasu.
●Trójkąt: Trójkątny wzór wygląda jak nachodzące na siebie trójkątne linie rozciągające się w trzech kierunkach na płaszczyźnie XY. Ten wzór wypełnienia zapewnia wytrzymałość tylko w dwóch wymiarach, ale nadal nadaje się do wydruków wymagających wytrzymałości.
● Sześciokąt trójdrożny: Trójkątny wzór wypełnienia składa się z różnych linii biegnących w trzech kierunkach w płaszczyźnie XY, tworzących sześciokątny wzór z trójkątem pośrodku. Ten wzór wypełnienia zapewnia dwuwymiarową wytrzymałość, idealną do intensywnych wydruków.
● Kostki: Ten tryb tworzy ułożone w stos kostki, ale ponieważ są one nachylone pod kątem 45 stopni wokół osi X i Y, w każdej chwili wyglądają bardziej jak trójkąty. Ten wzór zapewnia doskonałą wytrzymałość w trzech wymiarach, ale wymaga więcej materiału i czasu niż inne wzory.
● Oktet: Wzór wypełnienia oktetem jest podobny do wzoru sześcianu, ale zamiast dodawania ukośnych trójkątów, wzór jest materializowany jako kwadrat. Ten wzór wypełnienia to trójwymiarowy wzór, który nie tylko świetnie wygląda, ale jest również przydatny w przypadku części wymagających wytrzymałości.
●Spirala: spiralne wzory wypełnienia mogą wyglądać najfajniej, ale są też prawdopodobnie najdziwniejszymi wzorami wypełnienia. Składa się z wklęsłej nieregularnej krzywizny, która przechodzi przez ścieżkę. Został zaprojektowany, aby osiągnąć najlepszą równowagę między wytrzymałością, materiałem i czasem drukowania.
●Koncentryczny: Koncentryczny wzór kreskowania to wewnętrzna struktura złożona z koncentrycznych linii pasujących do obrysu części (tj. jej obwodu). Ten wzór można szybko wydrukować, nadaje się do elastycznych części i zużywa znacznie mniej materiału niż większość wzorów.
Zalecane ustawienia
1. Standardowe nadruki: siatka lub trójkąt
2. Druk funkcjonalny: sześcian, helisa lub oktet
3. Figurki i wydruki modeli: Linie
4. Elastyczny druk: koncentryczny
Podsumować
Oprócz wzorów i gęstości istnieją dwie inne godne uwagi kategorie ustawień wypełnienia: ustawienia zmienne i wzory artystyczne. Oba pozwalają na większą kreatywność w zakresie ustawień wypełnienia. Zmienne ustawienia umożliwiają dostosowanie gęstości wypełnienia w miarę przechodzenia części przez kolejne warstwy. Na przykład, jeśli chcesz, aby spód części miał 10-procentowe wypełnienie do warstwy 30, a następnie przełącz się na 50-procentowe wypełnienie, zmienne ustawienia pozwalają to zrobić. Co można zrealizować w oprogramowaniu takim jak Simplify3D, PrusaSlicer i Cura? Wypełnienie dla sztuki to sposób na przekształcenie różnych wzorów wypełnienia w dzieła sztuki. Ten proces wygląda świetnie na kolczykach, wisiorkach i innej biżuterii i dziełach sztuki.