In vergelijking met de meeste andere fabricagetechnieken moet 3D-printen de precisie van twee structuren van het onderdeel beheersen: de buitenmuur en de vulling. De buitenmuur verwijst naar het buitenste deel van het onderdeel, terwijl het vulmiddel alles is wat zich binnenin het onderdeel bevindt. Gewoonlijk heeft de printer enige controle over de vreemde valuta, maar de vulling is dynamischer en speelt een grote rol in de sterkte, het gewicht, de structuur, het drijfvermogen, enz. van het onderdeel. Bij 3D-printen kan de gebruiker een aantal parameters definiëren om het type vulling te bepalen dat voor het onderdeel wordt gebruikt.
Van al deze parameters zijn er twee de belangrijkste: vullingsdichtheid en vullingspatroon. Hieronder zal ik u door "infill" leiden door een paar verschillende fabricagemethoden om beter te begrijpen hoe het werkt bij 3D-printen.
3D-printen en traditionele fabricage
Infill 3D-printen verschilt van andere, meer traditionele productiemethodes. Laten we spuitgieten en subtractieve fabricage als voorbeelden nemen. Bij spuitgieten wordt materiaal in een matrijs gestoken om er een onderdeel van te maken, en vanwege de aard van de technologie is controle over de interne structuur eenvoudigweg niet mogelijk. Daarom zijn spuitgegoten onderdelen massief of hol (bij gasspuitgieten), met niets daartussenin. Subtractieve productie, zoals CNC-bewerking, vereist snijmateriaal. Net als bij spuitgieten kan de vulling niet worden aangepast, dus het interieur is volledig solide. Maar 3D-printen kan elke massa ontwerpen en laag voor laag maken door materiaal te extruderen.
Vuldichtheid kan het materiaalverbruik aanzienlijk beïnvloeden
Vuldichtheid is de "volheid" in het onderdeel. In de slicer wordt het uitgedrukt als een percentage van {{0}} procent tot 100 procent , waarbij 0 procent gedeeltelijk hol betekent en 100 procent volledig solide betekent. Vuldichtheid kan grote invloed hebben op het gewicht van een onderdeel: hoe voller de binnenkant van een onderdeel, hoe zwaarder het zal zijn. Naast het gewicht worden ook de afdruktijd, het materiaalverbruik en het drijfvermogen beïnvloed door de dichtheid van de vulling. Hetzelfde geldt voor sterkte, al hangt het natuurlijk ook samen met vele andere factoren zoals materiaal en vloerhoogte.
Sommige snijmachines maken ook verschillende vuldichtheden binnen hetzelfde onderdeel mogelijk. Dit wordt variabele vullingsdichtheid genoemd, en een specifieke instelling in het snijprogramma stelt de gebruiker in staat om elke dichtheidsvariatie te specificeren die gewenst is voor verschillende delen van de afdruk. Dus, welk percentage van de vullingsdichtheid moet worden gebruikt bij daadwerkelijk afdrukken?
●15-50 procent vullingsdichtheid wordt aanbevolen voor de meeste "standaard" prints die geen extra stevigheid vereisen. Dit dichtheidspercentage verkort de afdruktijd, bespaart materiaal en zorgt voor een goede sterkte.
●Functionele afdrukken moeten sterk zijn. Daarom wordt een hogere invulling aanbevolen: meer dan 50 procent. Deze opstelling duurt langer om te printen en verbruikt meer filament, maar resulteert in een sterker onderdeel.
●Voor figuurmodellen die alleen voor weergavedoeleinden worden gebruikt, wordt een opvuldichtheid van 0-15 procent aanbevolen. Dit verhoogt de printsnelheid en verbruikt helemaal niet veel filament. Modellen die in dit dichtheidsbereik worden afgedrukt, zijn erg licht, maar niet erg sterk.
Aanbevolen instellingen
1. Standaard afdrukken: 15-50 procent
2. Functioneel printen: 50-100 procent
3. Figuren en modelafdrukken: 0-15 procent
4. Flexibel printen: 1-100 procent
Vul patroon
Een arceerpatroon is de structuur en vorm van het materiaal binnen een onderdeel. Van eenvoudige lijnen tot complexere geometrieën, arceerpatronen kunnen de sterkte, het gewicht, de afdruktijd en zelfs de flexibiliteit van een onderdeel beïnvloeden. In verschillende snijprogramma's zijn er veel verschillende vulmodi.
Net als vullingsdichtheid hebben verschillende vullingspatronen verschillende eigenschappen, zoals complexiteit, materiaalefficiëntie en het aantal verbindingssterktevlakken (2D of 3D). Een spiraalpatroon verbindt bijvoorbeeld de buitenmuren in drie dimensies, wat zorgt voor meer algehele sterkte. Daarom neemt dit patroon meer materiaal in beslag dan patronen zoals lijnen. Dus welk vulpatroon moet je kiezen?
● Lijn: een lijnopvulpatroon bestaat uit lijnen die in één richting (langs de X- of Y-as) in elke tweede laag zijn afgedrukt. Dit infill-patroon biedt sterkte in slechts twee dimensies, wat goed is voor snel printen. Lijnpatronen gebruiken niet veel materiaal en zijn licht van gewicht.
●Honingraat: Zoals de naam al doet vermoeden, produceert dit patroon een honingraatstructuur, wat een aantrekkelijk visueel effect creëert. Dit infill-patroon is geschikt voor semi-snelle prints die matige sterkte vereisen en niet te veel materiaal verbruiken.
Raster: een rasterpatroon lijkt qua uiterlijk op lijnen, maar in plaats van lijnen in één richting om de andere laag, bevat elke laag tweedimensionale lijnen met tweemaal zoveel ruimte tussen de lijnen. Deze modus biedt tweedimensionale kracht, maar is nog steeds enigszins krachtig. Rasterpatronen verbruiken een gemiddelde hoeveelheid materiaal en nemen een gemiddelde hoeveelheid tijd in beslag.
●Driehoek: een driehoekig patroon ziet eruit als overlappende driehoekige lijnen die zich in drie richtingen in het XY-vlak uitstrekken. Dit vulpatroon biedt alleen sterkte in twee dimensies, maar is nog steeds geschikt voor afdrukken die sterkte vereisen.
● Driehoekig zeshoekig: een driehoekig vulpatroon bestaat uit verschillende lijnen die zich in drie richtingen in het XY-vlak uitstrekken en een zeshoekig patroon vormen met een driehoek in het midden. Dit vulpatroon zorgt voor tweedimensionale sterkte, perfect voor intense prints.
●Kubussen: deze modus produceert gestapelde kubussen, maar omdat ze 45 graden rond de X- en Y-as zijn gekanteld, lijken ze op elk moment meer op driehoeken. Dit patroon biedt uitstekende sterkte in drie dimensies, maar vereist meer materiaal en tijd dan andere patronen.
● Octet: een octet-vulpatroon lijkt op een kubuspatroon, maar in plaats van schuine driehoeken toe te voegen, wordt het patroon weergegeven als een vierkant. Dit vulpatroon is een driedimensionaal patroon dat er niet alleen geweldig uitziet, maar ook handig is voor onderdelen die kracht nodig hebben.
●Spiraal: Spiraalvormige vulpatronen zien er misschien het coolst uit, maar het zijn waarschijnlijk ook de raarste vulpatronen. Het bestaat uit een concave onregelmatige kromming die uiteindelijk het pad doorkruist. Het is ontworpen om de beste balans te bereiken tussen sterkte, materiaal en afdruktijd.
●Concentrisch: een concentrisch arceerpatroon is een interne structuur die bestaat uit concentrische lijnen die overeenkomen met de omtrek van een onderdeel (dwz de omtrek). Dit patroon kan snel worden afgedrukt, is geschikt voor flexibele onderdelen en verbruikt veel minder materiaal dan de meeste patronen.
Aanbevolen instellingen
1. Standaard prints: raster of driehoek
2. Functioneel printen: kubus, helix of octet
3. Beeldjes en modelafdrukken: lijnen
4. Flexibel printen: concentrisch
Samenvatten
Naast patronen en dichtheden zijn er nog twee andere opmerkelijke categorieën van vulinstellingen: variabele instellingen en artistieke patronen. Met beide kunt u creatiever zijn met vulinstellingen. Variabele instellingen stellen u in staat om de vullingsdichtheid aan te passen naarmate het onderdeel door lagen gaat. Als u bijvoorbeeld wilt dat de onderkant van een onderdeel 10 procent vulling heeft tot laag 30, schakel dan over naar 50 procent vulling, met de variabele instellingen kunt u dit doen. Wat valt er te realiseren in software als Simplify3D, PrusaSlicer en Cura? Infill for art is een manier om verschillende vulpatronen om te zetten in kunstwerken. Dit proces ziet er geweldig uit op oorbellen, hangers en andere sieraden en kunstwerken.