Пълнеж при 3D принтиране: Какво трябва да знаем?
Знаете ли какво отличава 3D принтирането от повечето други производствени техники? Това, че докато печатате с 3D принтер, имате контрол върху едновременното изграждане, както на външните стени на даден обект, така и на това, което го запълва. В случая, стените образуват най-външните слоеве на частта, която изграждате. Материалът между тези стени се нарича пълнеж.
При 3D принтирането, пълнежът играе ключова роля за здравината, структурата и теглото на детайла, който изработвате. Интересното тук е, че имате възможност да дефинирате редица параметри, които управляват вида на този пълнеж. Двата най-важни от тях са плътност на запълване и шаблон на запълване. Именно тях ще разгледаме и днес.
Но първо, нека видим защо пълнежът е толкова важен за изграждането на 3D модели.
3D принтиране срещу традиционно производство
Запълването при 3D принтирането е различен от другите, по-традиционни производствени методи. За да обясним разликата, ще използваме за пример инжекционно оформяне и субстрактивно производство.
Инжекционното оформяне става чрез вмъкване на материал в матрица за образуване на детайли. Уловката тук е, че е на практика невъзможно да контролирате вътрешните структури. В резултат на това частите се получават или прекалено твърди или кухи.
От друга страна, субтрактивното производство, като CNC фрезоване, включва отрязване на материал от по-голямо парче. Подобно на инжекционното оформяне, пълнежът не може да се регулира, тъй като интериорът е прекалено втвърден.
Именно това прави 3D принтирането толкова ефективно. Тъй като то включва селективно екструдиране на материал, не ви се налага да се сблъсквате с подобни трудности.
След като разбрахме защо пълнежа при 3D принтирането не толкова важен, е време да разгледаме различните видове плътност и шаблони на запълването.
Плътност
Плътността на запълване е „пълнотата“ на вътрешността на частта. В слайсерите това обикновено се определя като процент между 0 и 100, като 0% прави част куха и 100% напълно твърда. По пътя на логиката, това оказва голямо влияние върху теглото на частта: колкото по-пълна е вътрешността на частта, толкова по-тежка е тя. Освен теглото, плътността влияе и върху времето за принтиране, консумацията на материал и плаваемостта.
Някои слайсери позволяват различна плътност на пълнежа в рамките на една и съща част. Това е известно като променлива плътност на запълване и специфичните настройки в слайсър програмата ви позволяват да зададете различни промени в плътността за отделните области на модела, който принтирате.
Каква плътност да изберем?
За повечето „стандартни“ 3D принтирани модели, за които не е необходимо да са супер здрави, плътност на запълване от 15% до 50% би свършила чудесна работа. С този процент на плътност, времето за принтиране не е твърде дълго, пести се материал и се осигурява добра здравина.
Ако изработвате по-сериозни елементи, би било добре да увеличите плътността над 50%. Това ще увеличи времето за 3D принтиране, но в резултат ще получите една солидна и по-тежка част.
Но ако изграждате по-малки фигурки и не целите да са тежки или прекалено твърди, плътност под 15% ще работи също толкова добре. Освен това, 3D моделът ви ще се принтира много по-бързо и ще консумира много по-малко материал.
Както виждате, различната плътност работи добре спрямо вида на елементите, които принтирате. Имайте предвид обаче, че колкото по-ниска е плътността, толкова по-гъвкави ще бъдат вашите фигури.
Препоръчителни проценти на плътност
- Стандартни модели: от 15% до 50%
- Функционални модели: от 50% до 100%
- По-малки фигури и модели: от 0% до 15%
- Гъвкави модели: от 1% до 100%
Шаблон
Шаблонът на запълване е структурата и формата на материала вътре в 3D модела. Варирайки от прости линии до по-сложни геометрични форми, шаблоните могат да повлияят на силата, теглото, времето за 3D принтиране и дори гъвкавостта на детайла.
Подобно на плътността на запълване, някои модели са по-добри от други за определени функции. Различните модели на запълване имат различни особености, като сложност, ефективност на материала и брой равнини на якост на свързване (2D или 3D).
Кой шаблон да изберем?
Разглеждайки различните видове шаблони, ще можете да изберете кой би ви свършил най-добра работа, спрямо вида и функционалността на елементите, които изграждате.
Линии: Този шаблон съдържа линии, принтирани в една посока (по протежение на оста X или Y). Това осигурява здравина само в две измерения, което е ефективно за бързи принтове. Линиите не използват твърде много материал и поддържат теглото доста леко.
Пчелна пита: Както подсказва името, този шаблон създава структура на пчелна пита, което прави интересен визуален ефект. Този вид пълнеж е добър за полубързи принтове, които изискват умерена здравина и не изискват консумацията на твърде много материал.
Мрежа: Мрежата наподобява външния вид на линиите, но вместо еднопосочни линии на всеки следващ слой, този шаблон съдържа двуизмерни линии на всеки слой, с два пъти повече пространство между редовете. Това осигурява двуизмерна здравина, но все още е донякъде силен. Мрежовидния шаблон консумира средно количество материал и отнема средно време за завършване.
Триъгълници: Този шаблон изглежда като припокриващи се триъгълни линии, с линии, вървящи в три посоки в XY-равнината. Това осигурява здравина само в две измерения, но е ефикасно за отпечатъци, при които е необходима по-солидна здравина.
Три-шестоъгълник: Шаблонът за запълване с три шестоъгълника съдържа набор от линии, вървящи в три посоки в XY-равнината, създавайки шестоъгълни модели с триъгълници между тях. Този модел осигурява здравина в две измерения и е ефективен за силни отпечатъци.
Куб: Този модел произвежда подредени кубчета, но тъй като те са наклонени с 45 градуса около двете оси X и Y, те изглеждат повече като триъгълници във всеки един момент. Шаблонът осигурява отлична здравина в три измерения, но отнема малко повече материал и време от останалите.
Октет: Октета е подобен на кубичния модел, но вместо да увеличава наклонените триъгълници, шаблонът се материализира като квадрати. Този модел е триизмерен, което е изключително полезно за части, които изискват сериозна издръжливост.
Жиреоид: Жиреоидния шаблон е може би най-атрактивно изглеждащия, но и най-странен шаблон на запълване. Той включва вдлъбнати неправилни кривини, които се пресичат. Така се постига оптимален баланс между здравина, материал и време за печат.
Концентричен: Концентричният шаблон е вътрешна структура, съставена от концентрични линии, които съвпадат с очертанията на елемента(т.е. неговите периметри). Този шаблон се отпечатва бързо, добър е за гъвкави части и консумира значително по-малко материал от повечето модели.
Препоръчителни настройки:
- Стандартни модели: Мрежа, Триъгълници
- Функционални модели: Куб, Жиреоид, Октет
- По-малки фигури и модели: Линии
- Гъвкави модели: Концентричен шаблон
Други важни параметри при 3D принтиране
Освен плътност и шаблон на запълване, има две други ключови категории настройки на пълнеж: променливи настройки и художествени шаблони. Интересното и при двете е, че ви позволяват да бъдете по-креативни с настройките за запълване.
Променливи настройки
Променливите настройки ви позволяват да регулирате плътността на пълнежа, докато частта напредва в слоеве. Например, ако искате основата на 3D модела, който изграждате, да има 10% запълване до слой 30 и след това да преминете към 50% запълване, променливите настройки ви позволяват да направите това.
Художествени шаблони
Художествените шаблони ви помагат да превърнете обикновените шаблони в истинско произведение на изкуството. Това би ви било изключително полезни ако изработвате бижута или други декоративни модели.
