По сравнению с большинством других технологий производства, 3D-печать должна контролировать точность двух структур детали: внешней стенки и заполнения. Внешняя стенка относится к самой внешней области детали, а наполнитель — это то, что находится внутри детали. Обычно печатник имеет некоторый уровень контроля над иностранной валютой, но заполнение более динамично и играет огромную роль в прочности, весе, структуре, плавучести и т. д. детали. В 3D-печати пользователь может определить ряд параметров для управления типом заполнения, используемого для детали.
Из всех этих параметров наиболее важными являются два: плотность заполнения и схема заполнения. Ниже я расскажу вам о «заполнении» через несколько различных методов изготовления, чтобы лучше понять, как это работает в 3D-печати.
3D-печать и традиционное производство
Заполняющая 3D-печать отличается от других, более традиционных методов производства. Возьмем в качестве примеров литье под давлением и субтрактивное производство. Литье под давлением включает в себя вставку материала в форму для формирования детали, и из-за самой природы технологии контролировать внутреннюю структуру просто невозможно. Таким образом, детали, полученные литьем под давлением, бывают сплошными или полыми (при литье под давлением газа), и между ними нет ничего промежуточного. Субтрактивное производство, как и обработка на станках с ЧПУ, требует резки материала. Подобно литью под давлением, наполнение нельзя регулировать, поэтому внутренняя часть полностью цельная. Но 3D-печать может спроектировать любую массу и сделать ее слой за слоем путем экструзии материала.
Плотность заполнения может существенно повлиять на расход материала
Плотность заполнения — это «заполненность» внутри детали. В слайсере это выражается в процентах от {{0}} процентов до 100 процентов, где 0 процентов означает частично полый, а 100 процентов означает полностью твердый. Плотность заполнения может сильно повлиять на вес детали: чем полнее внутренняя часть детали, тем тяжелее она будет. Помимо веса, время печати, расход материала и плавучесть также зависят от плотности заполнения. То же самое относится и к прочности, хотя, конечно, она также связана со многими другими факторами, такими как материал и высота пола.
Некоторые слайсеры также допускают различную плотность заполнения в пределах одной и той же детали. Это называется переменной плотностью заполнения, и специальная настройка в программе нарезки позволяет пользователю указать любое изменение плотности, необходимое для различных областей отпечатка. Итак, какой процент плотности заполнения следует использовать при реальной печати?
● Для большинства «стандартных» отпечатков, не требующих дополнительной прочности, рекомендуется плотность заполнения 15-50%. Этот процент плотности сокращает время печати, экономит материал и обеспечивает хорошую прочность.
● Функциональные принты должны быть сильными. Поэтому рекомендуется более высокое заполнение: более 50 процентов. Эта настройка занимает больше времени для печати и потребляет больше нити, но в результате получается более прочная деталь.
●Для моделей фигурок, используемых только для демонстрации, рекомендуется плотность заполнения 0-15 процентов. Это увеличивает скорость печати и совсем не расходует много нити. Модели, напечатанные в этом диапазоне плотностей, будут очень легкими, но не очень прочными.
Рекомендуемые настройки
1. Стандартная печать: 15-50 процентов
2. Функциональная печать: 50-100 процентов
3. Статуэтки и репродукции моделей: 0-15 процентов
4. Гибкая печать: 1-100 процентов
Образец заливки
Образец штриховки — это структура и форма материала внутри детали. От простых линий до более сложной геометрии образцы штриховки могут влиять на прочность, вес, время печати и даже гибкость детали. В разных программах-слайсерах есть много разных режимов заливки.
Как и плотность заполнения, разные схемы заполнения имеют разные свойства, такие как сложность, эффективность материала и количество плоскостей прочности соединения (2D или 3D). Например, спиральный узор соединяет внешние стены в трех измерениях, обеспечивая большую общую прочность. Поэтому этот узор занимает больше материала, чем такие узоры, как линии. Итак, какой шаблон заливки выбрать?
● Линия: образец заполнения линии состоит из линий, напечатанных в одном направлении (вдоль оси X или Y) на каждом втором слое. Этот рисунок заполнения обеспечивает прочность только в двух измерениях, что хорошо для быстрой печати. Линейные узоры не используют много материала и имеют небольшой вес.
● Соты: как следует из названия, этот рисунок создает сотовую структуру, создавая привлекательный визуальный эффект. Этот рисунок заполнения подходит для полубыстрых отпечатков, требующих умеренной прочности и не потребляющих слишком много материала.
Сетка: шаблон заполнения сетки внешне похож на линии, но вместо однонаправленных линий каждого второго слоя каждый слой содержит двумерные линии с удвоенным расстоянием между линиями. Этот режим обеспечивает двухмерную мощность, но все же является несколько мощным. Сетчатые узоры потребляют среднее количество материала и требуют среднего времени для выполнения.
●Треугольник: треугольный шаблон выглядит как перекрывающиеся треугольные линии, которые проходят в трех направлениях в плоскости XY. Этот рисунок заливки обеспечивает прочность только в двух измерениях, но по-прежнему подходит для отпечатков, требующих прочности.
● Трехсторонний шестиугольник: образец заливки в виде трех шестиугольников состоит из различных линий, проходящих в трех направлениях в плоскости XY и образующих шестиугольный образец с треугольником посередине. Этот рисунок заполнения обеспечивает двухмерную прочность, идеально подходящую для интенсивных отпечатков.
●Кубы: в этом режиме создаются сложенные кубы, но поскольку они наклонены на 45 градусов вокруг осей X и Y, в любой момент они больше похожи на треугольники. Этот шаблон обеспечивает превосходную прочность в трех измерениях, но требует больше материала и времени, чем другие шаблоны.
● Октет: шаблон заполнения октетом похож на шаблон куба, но вместо добавления наклонных треугольников шаблон материализуется в виде квадрата. Этот узор заливки представляет собой трехмерный узор, который не только отлично выглядит, но и полезен для деталей, требующих прочности.
● Спираль: Спиральные узоры заливки могут выглядеть самым крутым, но они также, возможно, самые странные узоры заливки. Он состоит из вогнутой неправильной кривизны, которая в конечном итоге пересекает путь. Он разработан для достижения наилучшего баланса между прочностью, материалом и временем печати.
● Концентрический: образец концентрической штриховки представляет собой внутреннюю структуру, состоящую из концентрических линий, соответствующих контуру детали (т. е. ее периметру). Этот шаблон можно быстро распечатать, он подходит для гибких деталей и требует гораздо меньше материала, чем большинство шаблонов.
Рекомендуемые настройки
1. Стандартные принты: сетка или треугольник
2. Функциональная печать: куб, спираль или октет.
3. Статуэтки и отпечатки моделей: линии
4. Гибкая печать: концентрическая
Подведем итог
Помимо узоров и плотностей, есть две другие заслуживающие внимания категории настроек заливки: переменные настройки и художественные узоры. Оба позволяют вам быть более творческими с настройками заливки. Переменные настройки позволяют регулировать плотность заполнения по мере продвижения детали по слоям. Например, если вы хотите, чтобы нижняя часть детали имела 10-процентное заполнение до слоя 30, а затем переключитесь на 50-процентное заполнение, переменные настройки позволяют вам это сделать. Что можно реализовать в таких программах, как Simplify3D, PrusaSlicer и Cura? Заполнение для искусства — это способ превратить различные узоры заливки в произведения искусства. Этот процесс отлично смотрится на серьгах, подвесках и других украшениях и произведениях искусства.