V primerjavi z večino drugih proizvodnih tehnik mora 3D-tiskanje nadzorovati natančnost dveh struktur dela: zunanje stene in polnila. Zunanja stena se nanaša na skrajno zunanje območje dela, medtem ko je polnilo vse, kar obstaja znotraj dela. Običajno bo imel tiskalnik določeno stopnjo nadzora nad tujo valuto, vendar je polnilo bolj dinamično in igra pomembno vlogo pri moči, teži, strukturi, plovnosti itd. dela. Pri 3D tiskanju lahko uporabnik določi številne parametre za nadzor vrste polnila, uporabljenega za del.
Od vseh teh parametrov sta najpomembnejša dva: gostota polnila in vzorec polnila. Spodaj vas bom vodil skozi "infill" skozi nekaj različnih metod izdelave, da boste bolje razumeli, kako deluje v 3D tiskanju.
3D tisk in tradicionalna proizvodnja
3D-tiskanje z polnilom se razlikuje od drugih, bolj tradicionalnih načinov izdelave. Vzemimo za primer brizganje in subtraktivno proizvodnjo. Brizganje vključuje vstavljanje materiala v kalup, da se oblikuje del, in zaradi same narave tehnologije nadzor notranje strukture enostavno ni mogoč. Zato so brizgani deli bodisi trdni bodisi votli (pri plinskem brizganju), brez ničesar vmes. Subtraktivna proizvodnja, tako kot CNC obdelava, zahteva rezanje materiala. Podobno kot pri brizganju, polnila ni mogoče prilagajati, zato je notranjost povsem solidna. Toda 3D-tiskanje lahko oblikuje katero koli maso in jo naredi plast za plastjo z ekstrudiranjem materiala.
Gostota polnila lahko bistveno vpliva na porabo materiala
Gostota polnila je "polnost" znotraj dela. V rezalniku je izražen kot odstotek od {{0}} odstotkov do 100 odstotkov, kjer 0 odstotkov pomeni delno votel in 100 odstotkov popolnoma trden. Gostota polnila lahko močno vpliva na težo dela: bolj polna kot je notranjost dela, težji bo. Poleg teže na čas tiskanja, porabo materiala in plovnost vpliva tudi gostota polnila. Enako velja za trdnost, čeprav je seveda povezana tudi s številnimi drugimi dejavniki, kot sta material in višina tal.
Nekateri rezalniki omogočajo tudi različne gostote polnila znotraj istega dela. To se imenuje spremenljiva gostota polnila in posebna nastavitev v programu za rezanje omogoča uporabniku, da določi želeno variacijo gostote za različna področja tiska. Torej, kolikšen odstotek gostote polnila je treba uporabiti pri dejanskem tiskanju?
● 15-50 odstotna gostota polnila je priporočljiva za večino »standardnih« natisov, ki ne zahtevajo dodatne trdnosti. Ta odstotek gostote zmanjša čas tiskanja, prihrani material in zagotavlja dobro trdnost.
● Funkcionalni odtisi morajo biti močni. Zato je priporočljivo višje polnjenje: več kot 50 odstotkov. Ta nastavitev traja dlje za tiskanje in porabi več filamenta, vendar ima močnejši del.
●Za modele figuric, ki se uporabljajo samo za prikazovanje, je priporočena 0-15-odstotna gostota polnila. To poveča hitrost tiskanja in sploh ne porabi veliko filamenta. Modeli, natisnjeni v tem razponu gostote, bodo zelo lahki, vendar ne zelo močni.
Priporočene nastavitve
1. Standardno tiskanje: 15-50 odstotkov
2. Funkcionalno tiskanje: 50-100 odstotkov
3. Odtisi figuric in modelov: 0-15 odstotkov
4. Prilagodljivo tiskanje: 1-100 odstotkov
Vzorec polnila
Vzorec šrafure je struktura in oblika materiala znotraj dela. Od preprostih linij do bolj zapletenih geometrij lahko vzorci šrafure vplivajo na moč, težo, čas tiskanja in celo fleksibilnost dela. V različnih programih za rezanje je veliko različnih načinov polnjenja.
Tako kot gostota polnila imajo različni vzorci polnila različne lastnosti, kot so kompleksnost, učinkovitost materiala in število ravnin trdnosti povezave (2D ali 3D). Na primer, spiralni vzorec povezuje zunanje stene v treh dimenzijah, kar zagotavlja večjo splošno moč. Zato ta vzorec zavzame več materiala kot vzorci, kot so črte. Kateri vzorec polnila torej izbrati?
● Črta: vzorec črtnega polnila je sestavljen iz črt, natisnjenih v eni smeri (vzdolž osi X ali Y) v vsaki drugi plasti. Ta vzorec polnila zagotavlja moč v samo dveh dimenzijah, kar je dobro za hitro tiskanje. Črtni vzorci ne porabijo veliko materiala in so majhni.
●Honeycomb: Kot že ime pove, ta vzorec ustvarja strukturo satja, kar ustvarja privlačen vizualni učinek. Ta vzorec polnila je primeren za polhitre tiskovine, ki zahtevajo zmerno moč in ne porabijo preveč materiala.
Mreža: Mrežni vzorec polnila je po videzu podoben črtam, vendar namesto enosmernih črt v vsaki drugi plasti vsaka plast vsebuje dvodimenzionalne črte z dvakratnim razmakom med črtami. Ta način zagotavlja dvodimenzionalno moč, vendar je še vedno nekoliko močan. Mrežni vzorci porabijo povprečno količino materiala in srednje dolgo za dokončanje.
●Trikotnik: Trikotni vzorec je videti kot prekrivajoče se trikotne črte, ki se raztezajo v treh smereh v ravnini XY. Ta vzorec polnila zagotavlja samo trdnost v dveh dimenzijah, vendar je še vedno primeren za natise, ki zahtevajo moč.
● Trismerni šesterokotnik: trismerni šesterokotnik je sestavljen iz različnih črt, ki se raztezajo v treh smereh v ravnini XY in tvorijo šesterokotni vzorec s trikotnikom na sredini. Ta vzorec polnila zagotavlja dvodimenzionalno moč, kot nalašč za intenzivne odtise.
● Kocke: Ta način ustvari zložene kocke, a ker so nagnjene za 45 stopinj okoli osi X in Y, so v vsakem trenutku bolj podobne trikotnikom. Ta vzorec zagotavlja odlično trdnost v treh dimenzijah, vendar zahteva več materiala in časa kot drugi vzorci.
● Oktet: Oktetni polnilni vzorec je podoben vzorcu kocke, vendar je namesto dodajanja poševnih trikotnikov vzorec materializiran kot kvadrat. Ta polnilni vzorec je tridimenzionalni vzorec, ki ni samo videti odlično, ampak je uporaben tudi za dele, ki zahtevajo moč.
●Spirala: Spiralni vzorci polnila so morda videti najbolj kul, vendar so verjetno tudi najbolj nenavadni vzorci polnila. Sestavljen je iz konkavne nepravilne ukrivljenosti, ki na koncu prečka pot. Zasnovan je tako, da doseže najboljše razmerje med močjo, materialom in časom tiskanja.
●Koncentrično: Vzorec koncentrične šrafure je notranja struktura, sestavljena iz koncentričnih črt, ki se ujemajo z obrisom dela (tj. z njegovim obodom). Ta vzorec je mogoče hitro natisniti, primeren je za upogljive dele in porabi veliko manj materiala kot večina vzorcev.
Priporočene nastavitve
1. Standardni odtisi: mreža ali trikotnik
2. Funkcionalno tiskanje: kocka, vijačnica ali oktet
3. Figurice in odtisi modelov: črte
4. Prilagodljivo tiskanje: koncentrično
Povzemite
Poleg vzorcev in gostote obstajata še dve pomembni kategoriji nastavitev polnila: spremenljive nastavitve in umetniški vzorci. Oboje vam omogoča, da ste bolj ustvarjalni z nastavitvami polnjenja. Spremenljive nastavitve vam omogočajo prilagajanje gostote polnila, ko del napreduje skozi plasti. Na primer, če želite, da ima spodnji del dela 10-odstotno polnilo do plasti 30, nato preklopite na 50-odstotno polnilo, vam spremenljive nastavitve to omogočajo. Kaj je mogoče realizirati v programski opremi, kot so Simplify3D, PrusaSlicer in Cura? Infill for art je način za spreminjanje različnih vzorcev polnila v umetniška dela. Ta postopek izgleda odlično na uhanih, obeskih in drugem nakitu ter umetninah.