Umplerea poate arăta grozav, poate adăuga rezistență și economisi bani, dar totul depinde de imprimarea specifică. Găsiți cele mai bune modele de umplere din Cura pentru aplicația dvs.

Imprimarea 3D este adesea folosită pentru fabricarea unor piese care ar putea fi produse la fel de bine printr-o altă tehnică de fabricație. Chiar dacă rezultatele finale pot arăta la fel, contează ce se află în interior.

Unul dintre principalele avantaje ale imprimării 3D este posibilitatea de a modifica cavitățile interioare ale unei piese. Din punct de vedere al fabricației, o piesă goală necesită mai puțin timp și material decât una solidă, ceea ce reduce greutatea totală și costurile!

Interiorul unei imprimări 3D se numește umplere și poate fi configurat în funcție de densitate – 0 % înseamnă un obiect gol, în timp ce 100 % înseamnă unul solid. În plus, modul în care este umplută piesa poate fi ajustat folosind o gamă largă de modele, fiecare având propriile avantaje și puncte forte unice.

În acest articol vom analiza diferite modele de umplere, mai exact cele disponibile în Cura. Să începem!

Ce modele de umplere există?

Modelele de umplere pot influența semnificativ rezistența și ibilitatea imprimării.

În cea mai recentă versiune Cura (5.6) sunt disponibile 14 tipuri de modele de umplere. Le-am împărțit în funcție de utilizarea pentru care sunt cele mai potrivite:

• Modele și figurine: Lightning, lines, zig-zag
• Imprimări 3D „standard”: Grid, triangles, tri-hexagon
• Imprimări 3D funcționale: Cubic, cubic subdivision, octet, quarter cubic, gyroid
• Imprimări 3D ibile: Concentric, cross, cross 3D

Începând cu Cura 5.5, este posibilă și generarea unor modele de umplere personalizate, inclusiv Honeycomb, dar vom reveni la acest subiect mai târziu. Deocamdată ne vom concentra pe modelele standard de umplere disponibile în Cura.

Modele și figurine

Modelele de nave și figurinele sunt candidați ideali pentru umplerea cu rezistență redusă.

Densitatea tipică a umplerii: 0-15 %

Atunci când sunt folosite ca modele sau figurine, imprimările 3D nu necesită de obicei o rezistență mare. Acest lucru se datorează faptului că nu sunt supuse unei manipulări intense sau unor solicitări mari. Unele prototipuri sunt, de asemenea, candidați buni, dacă nu sunt testate din punct de vedere al rezistenței.

Pentru astfel de aplicații, cele mai bune modele de umplere sunt Lightning, Lines sau Zig-zag, deoarece oferă cele mai rapide imprimări.

Lines (stânga), lines cu opțiunea „Connect Infill Lines” selectată (mijloc) și zig-zag (dreapta) (Sursa: All3DP).

Lines: Similar cu modelul „rectilinear” din alte slicere, acesta este o rețea 2D de linii discontinue, în care este imprimată o singură axă în fiecare strat.

Zig-zag: Practic identic cu umplerea Lines atunci când este selectată opțiunea „Connect Infill Lines”. Cu alte cuvinte, este o singură linie continuă pe strat, orientată într-o singură direcție.

Lightning: O structură internă de susținere asemănătoare unor fulgere, care devine mai densă spre vârful modelului. Deoarece poate reduce consumul de material cu până la 90 %, acest model de umplere este excelent pentru imprimări rapide.

Imprimări 3D standard

Aceste îmbunătățiri pentru imprimanta Anet A8 pot necesita un nivel mediu de rezistență (Sursa: papinist via Thingiverse).

Densitatea tipică a umplerii: 15-50%

Pentru imprimările 3D supuse unor solicitări reduse, precum ghidajul de filament de mai sus, ar trebui folosită o umplere cu rezistență medie. Sunt potrivite și modele de umplere precum grid, triangles sau tri-hexagon. Rețineți însă că aceste modele pot crește timpul de imprimare cu până la 25 % în comparație cu Lines.

• Grid: Un model 2D evident, principalul avantaj al modelului grid este viteza de imprimare, deoarece este cel mai simplu dintre aceste trei modele.

• Triangles: O rețea 2D formată din triunghiuri; acest model are un avantaj inerent în ceea ce privește rezistența atunci când asupra obiectului este aplicată o sarcină perpendiculară pe suprafața sa frontală. De asemenea, este potrivit pentru piese cu componente subțiri, dreptunghiulare, care altfel ar putea avea foarte puține conexiuni între pereți.

Triangles (stânga) și tri-hexagon (dreapta), cu o densitate a umplerii de 20 % (Sursa: All3DP)

• Tri-hexagon: Acest model 2D creează hexagoane intercalate cu triunghiuri. Unul dintre avantaje este faptul că hexagoanele sunt o formă eficientă, ceea ce face din acesta un model de umplere rezistent în raport cu materialul utilizat. În plus, umplerea tri-hexagon are linii mai scurte care conectează fiecare latură, ceea ce duce la mai puține probleme de deformare cauzate de răcirea necorespunzătoare a imprimării.

Imprimări 3D funcționale

Unele imprimări 3D sunt pur și simplu concepute pentru a susține o sarcină (Sursa: Jaenne via Cults).

Densitatea tipică a umplerii: >50%

Imprimările 3D funcționale, precum suportul de poliță de mai sus, necesită o rezistență mare în mai multe direcții. Printre modelele de umplere potrivite se numără cubic, cubic subdivision, quarter cubic, octet și gyroid.

• Cubic: Acest model este o rețea 3D formată din cuburi înclinate și suprapuse.

• Cubic subdivision: Această variantă a modelului cubic folosește mai puțin material.

• Octet: Cunoscut și ca umplere tetraedrică, acest model formează structuri piramidale.

Cubic (stânga) și octet (dreapta), modele de umplere cu o densitate a umplerii de 50 % (Sursa: All3DP)

• Quarter cubic: Acest model 3D este similar cu octet, dar jumătate dintre formele piramidale sunt deplasate față de cealaltă jumătate.

• Gyroid: Un model 3D deosebit de unic, care creează impresia unor valuri. Rezultatul este o imprimare la fel de rezistentă în mai multe direcții. Prin urmare, acest model de umplere este o alegere excelentă pentru o piesă care va fi supusă unor sarcini din mai multe direcții.

Quarter cubic (stânga) și gyroid (dreapta), modele de umplere cu o densitate a umplerii de 50 % (Sursa: All3DP)

Modelele de mai sus sunt folosite adesea și pentru densități mai mici ale umplerii, datorită aspectului lor estetic. Unii creatori apreciază acest tip de efect, așa cum se poate vedea la această vază cu model gyroid.

Imprimări 3D ibile

Unele modele de umplere sunt mai ibile decât altele (Sursa: Creative Tools via Flickr).

Densitatea tipică a umplerii: 0-100 % (depinde cât de „ibilă” doriți să fie imprimarea)

Pentru filamentele ibile, cel mai bine este să folosiți modele de umplere ibile, care păstrează caracterul ibil al imprimării. Modele precum concentric, cross și cross 3D sunt cele mai potrivite pentru acest tip de imprimări.

• Concentric: Acest model 2D creează „valuri” în interiorul imprimării, imitând formele pereților exteriori. Seamănă cu o piatră aruncată în apă, care creează unde circulare concentrice la suprafață.

Concentric (stânga) și cross (dreapta), modele de umplere cu o densitate a umplerii de 25 % (Sursa: All3DP)

• Cross: Un alt model 2D, cross, creează rețele care arată ca niște cruci foarte ornamentale. Între cruci se formează spații care permit îndoirea și răsucirea.

• Cross 3D: Acest model 3D este similar cu modelul cross, dar pe măsură ce imprimarea crește, liniile se deplasează sub un unghi. Rezultatul este un obiect cu o rigiditate ușor mai mare.

Sfaturi și trucuri

Direcția umplerii este de obicei setată la 45 de grade (Sursa: Benjamin Goldschmidt via All3DP)

Alegerea modelului de umplere este importantă, dar nu este totul. Iată câteva lucruri la care ar trebui să vă gândiți atunci când configurați data viitoare parametrii imprimării în Cura.

Direcția liniilor de umplere

Una dintre setările adesea neglijate ale umplerii este direcția liniilor de umplere. Valoarea implicită este setată la 45°, astfel încât ambele motoare X și Y să funcționeze simultan și să imprime umplerea la viteza maximă. Totuși, poate fi avantajos să orientați umplerea la un alt unghi pentru a asigura rezistența sau ibilitatea maximă a piesei, mai ales dacă pereții acesteia sunt aliniați diagonal.

Umplere cu gradient vs. Umplere progresivă

Când vorbim despre umplere, de obicei o considerăm uniformă în interiorul piesei. Totuși, aceasta nu este neapărat singura posibilitate.

Folosind umplerea cu gradient puteți configura imprimarea astfel încât să aibă o densitate mai mare a umplerii spre margine. În general, această abordare ar trebui să păstreze rezistența și rigiditatea efective ale piesei, folosind în același timp mai puțin material. Această setare nu este disponibilă nativ în Cura, dar poate fi obținută relativ ușor folosind un script Python.

Umplerea cu gradient nu trebuie confundată cu umplerea progresivă, care face ceva similar, dar în direcția axei Z, în locul axelor X și Y. Cu alte cuvinte, această setare face umplerea mai densă în apropierea vârfului imprimării decât în partea de jos. Astfel se pot economisi material și timp, oferind în continuare suficientă rezistență la capătul care necesită rigiditate.

Umplere personalizată cu modele repetate

Din stânga sus spre dreapta jos: Fill, Cura, Continuous și Normal Honeycomb (Sursa: Ultimaker via GitHub)

Cei cărora le lipsește umplerea Honeycomb, populară în alte slicere precum PrusaSlicer, pot răsufla ușurați, deoarece Cura și-a îmbunătățit posibilitățile pentru pluginuri în versiunea 5.5. Această actualizare a permis crearea unui plugin pentru modele de umplere personalizate. Deși este încă în versiune beta, CuraEngine Tiled Infill Generation vine preconfigurat cu modele de umplere precum Honeycomb și sigla Cura.

Utilizatorii au, de asemenea, posibilitatea de a adăuga propriile modele de umplere personalizate direct în meniul derulant Infill Pattern. Modelele trebuie să fie în format *.wtk și vor fi aranjate repetitiv, astfel că deocamdată nu aveți libertate deplină în proiectare. Totuși, este excelent pentru crearea unor umpleri estetice, precum o săpunieră, așa cum arată exemplul imprimat 3D. Pentru mai multe informații, consultați documentația de pe GitHub.

Densități multiple ale umplerii
Începând cu lansarea celei de-a patra versiuni a Cury, este posibilă setarea „densității umplerii pentru fiecare model”. Această funcție este utilă deoarece permite câteva trucuri de design interesante, inclusiv folosirea mai multor densități și tipuri de umplere în aceeași imprimare, așa cum arată videoclipul de mai jos. Deși pentru acest tip de umplere plată, asemănătoare unui suport de pahar, s-ar putea să nu existe multe utilizări concrete, considerăm că această metodă ascunde mai multe posibilități decât pare la prima vedere.

Cu posibilitatea de a seta opțiuni personalizate pentru fiecare model importat și capacitatea Cury de a le combina fără probleme, pare posibilă oferirea unui suport specializat în anumite zone, deși acest lucru presupune cu siguranță multă muncă manuală.

Skin
Skin se referă la straturile superioare și inferioare ale modelului. Poate influența cantitatea de material și timpul de imprimare, dar și rezistența și greutatea modelului. În ceea ce privește umplerea, una dintre setările care poate fi modificată este „Skin Overlap Percentage” (procentul de suprapunere a skin-ului), care controlează cât de mult se suprapun pereții peste umplerea interioară. Cu cât acest procent este mai mare, cu atât umplerea va fi conectată mai mult la suprafața exterioară a modelului, făcând modelul mai puțin fragil.

Dacă doriți să reduceți numărul de straturi, puteți modifica „Skin Removal Width” (lățimea de eliminare a skin-ului). Valoarea introdusă va fi eliminată din straturile superioare și inferioare. Acest lucru este vizibil, de exemplu, la modelele sau detaliile mai subțiri ori mai mici, unde rezistența nu este necesară.

Imprimări rapide
Există mai multe modalități de a obține o imprimare mai rapidă prin ajustarea setărilor umplerii. De exemplu, liniile de umplere sunt de obicei imprimate la un unghi de 45 de grade, ceea ce permite motoarelor X și Y să atingă viteza maximă. Grosimea stratului de umplere poate influența, de asemenea, viteza de imprimare. Puteți ajusta această setare la o înălțime mai mare a stratului, reducând astfel timpul de imprimare.

De asemenea, puteți experimenta cu diferite modele pentru a reduce timpul de imprimare. În general, modelul „lightning” (fulger) duce la cele mai rapide imprimări. Dacă imprimarea dvs. nu necesită stabilitate mecanică, puteți folosi acest model și obține o imprimare cu 25% mai rapidă. Modele precum concentric, grid și triangles sunt, de asemenea, relativ simple și ar trebui să ducă la imprimări rapide.