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.

Още от блога на 3DBGPRINT:

The post Пълнеж при 3D принтиране: Какво трябва да знаем? appeared first on 3DBGPRINT.