Druk 3D może wytwarzać mocne lub kruche części - a różnica często sprowadza się do jednego ustawienia: wypełnienia. Wielu początkujących użytkowników zmaga się ze słabymi strukturami, długim czasem drukowania lub zmarnowanym materiałem. Jeśli drukujesz funkcjonalne części lub prototypy, wiedza o tym, jak działa wypełnienie, pomoże Ci uniknąć kosztownych błędów i uzyskać lepsze wyniki drukowania.
Wypełnienie odnosi się do wewnętrznej struktury drukowanej części 3D. Wspiera zewnętrzną powłokę i nadaje części jej wytrzymałość. Wzory wypełnienia, procent i orientacja wpływają na to, jak mocna, ciężka lub szybka jest drukowana część. Wybór odpowiedniego wypełnienia zależy od zastosowania i wymagań danej części.
Teraz, gdy już wiesz, do czego służy wypełnienie, będziesz chciał zobaczyć, jak prawidłowo go używać i uzyskać lepsze wyniki w swoich wydrukach. Niniejszy przewodnik przedstawia rodzaje i gęstości wypełnień, pomagając wybrać najlepsze dla danego projektu.
Podstawy wypełniania w druku 3D
Wypełnienie to nie tylko wypełniacz. To kluczowa część struktury każdej drukowanej w 3D części. Oto, co robi i dlaczego ma znaczenie.
Definicja i funkcja wypełnienia
Wypełnienie odnosi się do wewnętrznej struktury nośnej w drukowanej części 3D. Wypełnia ona przestrzeń między zewnętrznymi ścianami powłoki. Nie widać go z zewnątrz, ale utrzymuje wszystko razem w środku.
Jego głównym zadaniem jest zapewnienie wytrzymałości. Wspiera górne warstwy i zapobiega ich zapadaniu się. Pomaga również częściom zachować swój kształt i przenosić obciążenia. Niektóre części wymagają jedynie minimalnego wsparcia. Inne potrzebują więcej, aby poradzić sobie ze stresem lub zużyciem.
Jak wypełnienie wpływa na integralność strukturalną?
Wypełnienie wpływa na wytrzymałość części. Im więcej wypełnienia, tym mocniejsza staje się część. Oznacza to jednak również więcej czasu i materiału.
Rodzaj wzoru wypełnienia również wpływa na wytrzymałość. Niektóre wzory lepiej rozprowadzają siłę. Inne są szybsze do wydrukowania. Jeśli część musi przenosić ciężar lub być odporna na nacisk, gęstsze wypełnienie i mocniejsze wzory mają znaczenie.
Związek między wypełnieniem a zużyciem materiałów
Wypełnienie zużywa materiał. Im jest gęstsze, tym więcej filamentu lub żywicy potrzebuje. Przy wypełnieniu 10% część jest lekka i elastyczna. Przy 80% jest ciężka i solidna.
Większa ilość wypełnienia wydłuża również czas drukowania. Jest to więc pewien kompromis. Oszczędzasz czas i koszty przy niskim wypełnieniu, ale rezygnujesz z wytrzymałości. Wysokie wypełnienie pozwala uzyskać bardziej wymagającą część, ale trzeba dłużej czekać i zużyć więcej materiału.
Typowe wzory wypełnień i ich zastosowania
Różne wzory wypełnienia mogą zmieniać wytrzymałość, elastyczność lub lekkość produktu. Druk 3D. Każdy typ ma swoje mocne strony. Właściwy wybór zależy od przeznaczenia części.
Koncentryczny wzór wypełnienia
Koncentryczne wypełnienie podąża za kształtem zewnętrznej ściany. Tworzy pierścienie wewnątrz części, które kopiują zewnętrzną powłokę. Ten wzór zapewnia gładkie wykończenie powierzchni i szczególnie dobrze nadaje się do zakrzywionych obiektów. Dodaje trochę wytrzymałości, ale skupia się bardziej na wyglądzie. Jest często stosowany, gdy estetyka ma pierwszeństwo przed nośnością.
Wzór wypełnienia siatką
Wypełnienie siatkowe tworzy kwadratowy układ krzyżowy. Rozkłada siłę równomiernie we wszystkich kierunkach. Jest mocny, prosty i szybko się drukuje. Jest to jeden z najczęstszych wyborów dla części ogólnych. Siatka jest solidnym wyborem dla pudełka, nawiasyi okładki, które wymagają zrównoważenia siły i szybkości druku.
Wzór wypełnienia linii
Wypełnienie liniowe porusza się w prostych równoległych liniach dla każdej warstwy. Kierunek przesuwa się nieznacznie między warstwami. Zużywa mniej materiału i drukuje szybciej niż siatka. Jest on jednak słabszy. Ten wzór sprawdza się dobrze w przypadku modeli wizualnych lub szybkich szkiców, w których funkcjonalność nie jest głównym celem.
Wzór wypełnienia Gyroid
Wypełnienie Gyroid tworzy płynną krzywą 3D, która nie powtarza się w ten sam sposób z warstwy na warstwę. Zapewnia wysoką wytrzymałość i dobrą elastyczność przy zachowaniu niskiej wagi. Ten wzór jest idealny dla części, które są narażone na skręcanie lub zginanie. Jest często stosowany w częściach funkcjonalnych i komponentach odpornych na uderzenia.
Wzór wypełnienia oktetu
Wzór octet wykorzystuje mieszankę trójkątów i ukośnych linii. Tworzy on mocną, trójwymiarową siatkę. Taka konstrukcja zapewnia doskonały stosunek wytrzymałości do wagi. Jest odporny na nacisk z wielu kierunków. Jest to idealne rozwiązanie dla części wymagających wysokiej wytrzymałości mechanicznej przy zachowaniu lekkiej konstrukcji.
Wzór wypełnienia błyskawicą
Wypełnienie błyskawicą przypomina losowe ścieżki, podobnie jak błyskawica. Obsługuje tylko górne części modelu. Zużywa bardzo mało materiału i szybko się drukuje. Ten wzór najlepiej nadaje się do modeli wizualnych lub prototypy które wymagają minimalnej wytrzymałości. Nie nadaje się do części funkcjonalnych.
Trójkątny wzór wypełnienia
Ten wzór drukuje trójkąty w warstwach. Trójkąty zapewniają mocne wsparcie. Wzór dobrze trzyma się pod naciskiem. Nadaje się do części, które przenoszą duże obciążenia. Wydruk wymaga więcej czasu i materiału niż w przypadku prostszych wzorów, ale wytrzymałość to rekompensuje.
Wzór wypełnienia krzyżowego
Wzór krzyżyka wygląda jak małe znaki plus. Drukuje szybko i zużywa mało materiału. Jednak jego wytrzymałość jest niska. Sprawdza się dobrze w przypadku lekkich modeli lub części o niskim naprężeniu. Jest szybki i prosty, ale nie nadaje się do intensywnego użytkowania.
Wyjaśnienie gęstości wypełnienia
Gęstość wypełnienia wpływa na wytrzymałość, lekkość lub szybkość druku 3D. Jest to jedno z najważniejszych ustawień w oprogramowaniu do cięcia.
Co to jest gęstość wypełnienia?
Gęstość wypełnienia to ilość materiału użytego do wypełnienia wnętrza części. Jest ona mierzona w procentach. Wypełnienie 0% sprawia, że część jest pusta. Wypełnienie 100% sprawia, że jest ona solidna.
Wyższa gęstość zapewnia większą wytrzymałość i wagę. Niższa gęstość oszczędza czas i materiał.
Standardowe zakresy gęstości i ich zastosowania
- 0%-15%: Używany do modeli wizualnych i elementów wystawowych. Części są lekkie i szybkie w druku, ale słabe.
- 20%-40%: Dobry dla większości funkcjonalnych części. Zapewnia umiarkowaną wytrzymałość przy jednoczesnej oszczędności materiału.
- 50%-70%: Nadaje się do mocnych części, które wytrzymują regularne obciążenia.
- 80%-100%: Używany do części poddawanych dużym obciążeniom lub uderzeniom. Wydruki te wymagają więcej czasu i zużywają znacznie więcej materiału.
Czym jest optymalna gęstość wypełnienia?
Najlepsza gęstość zależy od zastosowania części. Jeśli część nie będzie przenosić ciężaru lub naprężeń, zwykle wystarczy 15-20%. W przypadku części przenoszących obciążenia lub ruchomych idealna jest równowaga 40-60%. W przypadku ciężkich zastosowań należy wybrać wyższą gęstość.
Unikaj używania 100%, chyba że jest to konieczne. W większości przypadków wydłuża to czas drukowania i zwiększa koszty materiałów, nie zapewniając większych korzyści.
Czynniki wpływające na wybór wypełnienia
Właściwy wybór wypełnienia zależy od kilku czynników. Obejmują one sposób, w jaki część będzie używana, drukowany materiał i sposób ułożenia warstw.
Cel drukowania: Funkcjonalny vs. Dekoracyjny
Jeśli część ma charakter dekoracyjny, nie wymaga dużej wytrzymałości. Można zaoszczędzić czas i filament, stosując niską gęstość wypełnienia i podstawowy wzór.
Części funkcjonalne muszą być w stanie utrzymać ciężar lub oprzeć się sile. Wymagają one większego wypełnienia i mocniejszych wzorów. Część używana w maszynie lub narzędziu wymaga większego wsparcia wewnątrz niż element ekspozycyjny.
Rozważania dotyczące materiałów dla optymalnego wypełnienia
Różne materiały różnie zachowują się z wypełnieniem. PLA drukuje dobrze nawet przy niskim wypełnieniu, ponieważ jest sztywny. Elastyczne TPU może wymagać większego wypełnienia, aby uniknąć ugięcia.
Niektóre materiały kurczą się lub wypaczają bardziej. Mocniejsze wypełnienie może pomóc oprzeć się tym efektom. Koszt materiału również ma znaczenie - drogi filament może zmusić cię do obniżenia wypełnienia, aby zaoszczędzić pieniądze.
Wysokość warstwy i jej wpływ na gęstość wypełnienia
Wysokość warstwy wpływa na to, jak mocno wypełnienie współpracuje z zewnętrzną powłoką. Grubsze warstwy drukują szybciej, ale mogą nie łączyć się tak dobrze. Cieńsze warstwy zapewniają gładsze wydruki i lepszą wytrzymałość, ale wymagają więcej czasu.
Jeśli używasz grubej warstwy, możesz potrzebować większej gęstości wypełnienia, aby zrekompensować słabsze wiązanie. W przypadku delikatnych warstw, nawet niższe wypełnienie może nadal zapewniać wystarczające wsparcie dla konstrukcji.
Wnioski
Wypełnienie odnosi się do wewnętrznej struktury drukowanej części 3D. Wpływa ona na wytrzymałość, wagę, szybkość drukowania i zużycie materiału. Prawidłowy wzór wypełnienia, wartość procentowa i konfiguracja zależą od przeznaczenia części. Lżejsze części wymagają mniej wypełnienia. Mocniejsze części potrzebują więcej. Wybór odpowiedniej kombinacji pomaga drukować wydajniej i osiągać lepsze wyniki.
Potrzebujesz pomocy z niestandardowymi częściami drukowanymi 3D do swojego projektu? Skontaktuj się z naszym zespołem dla szybkich i niezawodnych rozwiązań dostosowanych do wymagań projektowych.
Hej, jestem Kevin Lee
Przez ostatnie 10 lat byłem zanurzony w różnych formach produkcji blach, dzieląc się tutaj fajnymi spostrzeżeniami z moich doświadczeń w różnych warsztatach.
Skontaktuj się z nami
Kevin Lee
Mam ponad dziesięcioletnie doświadczenie zawodowe w produkcji blach, specjalizując się w cięciu laserowym, gięciu, spawaniu i technikach obróbki powierzchni. Jako dyrektor techniczny w Shengen, jestem zaangażowany w rozwiązywanie złożonych wyzwań produkcyjnych i napędzanie innowacji i jakości w każdym projekcie.
