Im Vergleich zu den meisten anderen Fertigungstechniken muss der 3D-Druck die Präzision von zwei Strukturen des Teils kontrollieren: der Außenwand und der Füllung. Die Außenwand bezieht sich auf den äußersten Bereich des Teils, während der Füllstoff alles ist, was innerhalb des Teils vorhanden ist. Normalerweise hat der Drucker ein gewisses Maß an Kontrolle über die Fremdwährung, aber die Füllung ist dynamischer und spielt eine große Rolle bei der Stärke, dem Gewicht, der Struktur, dem Auftrieb usw. des Teils. Beim 3D-Druck kann der Benutzer eine Reihe von Parametern definieren, um die Art der Füllung zu steuern, die für das Teil verwendet wird.
Von all diesen Parametern sind zwei die wichtigsten: Fülldichte und Füllmuster. Im Folgenden werde ich Sie durch einige verschiedene Herstellungsmethoden durch „Infill“ führen, um besser zu verstehen, wie es beim 3D-Druck funktioniert.
3D-Druck und traditionelle Fertigung
Der Infill-3D-Druck unterscheidet sich von anderen, traditionelleren Herstellungsverfahren. Nehmen wir als Beispiele den Spritzguss und die subtraktive Fertigung. Beim Spritzgießen wird Material in eine Form eingebracht, um ein Teil zu bilden, und aufgrund der Natur der Technologie ist eine Kontrolle der inneren Struktur einfach nicht möglich. Daher sind Spritzgussteile entweder massiv oder hohl (beim Gasinjektionsguss), ohne dazwischen. Die subtraktive Fertigung erfordert wie die CNC-Bearbeitung Schneidmaterial. Ähnlich wie beim Spritzguss kann die Füllung nicht angepasst werden, sodass der Innenraum komplett fest ist. Aber 3D-Druck kann jede Masse entwerfen und Schicht für Schicht durch Extrudieren von Material herstellen.
Die Fülldichte kann den Materialverbrauch erheblich beeinflussen
Die Fülldichte ist die "Fülle" im Inneren des Teils. Im Slicer wird es als Prozentsatz von {{0}} Prozent bis 100 Prozent ausgedrückt, wobei 0 Prozent teilweise hohl und 100 Prozent vollständig massiv bedeutet. Die Fülldichte kann das Gewicht eines Teils stark beeinflussen: Je voller das Innere eines Teils ist, desto schwerer wird es. Neben dem Gewicht werden Druckzeit, Materialverbrauch und Auftrieb auch von der Fülldichte beeinflusst. Gleiches gilt für die Festigkeit, die natürlich auch mit vielen anderen Faktoren wie Material und Bodenhöhe zusammenhängt.
Einige Slicer ermöglichen auch unterschiedliche Fülldichten innerhalb desselben Teils. Dies wird als variable Fülldichte bezeichnet, und eine spezielle Einstellung im Slicing-Programm ermöglicht es dem Benutzer, jede gewünschte Dichtevariation für verschiedene Bereiche des Drucks festzulegen. Welcher Prozentsatz der Fülldichte sollte also beim tatsächlichen Drucken verwendet werden?
● 15-50 Prozent Füllungsdichte wird für die meisten "Standard"-Drucke empfohlen, die keine zusätzliche Festigkeit erfordern. Dieser Dichteprozentsatz reduziert die Druckzeit, spart Material und sorgt für eine gute Festigkeit.
●Funktionale Drucke müssen stark sein. Daher wird eine höhere Füllung empfohlen: mehr als 50 Prozent. Dieses Setup dauert länger zum Drucken und verbraucht mehr Filament, führt aber zu einem stärkeren Teil.
●Für Figurenmodelle, die nur zu Anzeigezwecken verwendet werden, wird eine Füllungsdichte von 0-15 Prozent empfohlen. Dies erhöht die Druckgeschwindigkeit und verbraucht überhaupt nicht viel Filament. Modelle, die in diesem Dichtebereich gedruckt werden, sind sehr leicht, aber nicht sehr stark.
Empfohlene Einstellungen
1. Standarddruck: 15-50 Prozent
2. Funktionsdruck: 50-100 Prozent
3. Figuren und Modelldrucke: 0-15 Prozent
4. Flexibles Drucken: 1-100 Prozent
Füllmuster
Ein Schraffurmuster ist die Struktur und Form des Materials in einem Teil. Von einfachen Linien bis hin zu komplexeren Geometrien können Schraffurmuster die Festigkeit, das Gewicht, die Druckzeit und sogar die Flexibilität eines Teils beeinflussen. In verschiedenen Slicer-Programmen gibt es viele verschiedene Füllmodi.
Wie die Füllungsdichte haben verschiedene Füllungsmuster unterschiedliche Eigenschaften wie Komplexität, Materialeffizienz und die Anzahl der Verbindungsstärkeebenen (2D oder 3D). Beispielsweise verbindet ein spiralförmiges Muster die Außenwände in drei Dimensionen und sorgt so für mehr Gesamtfestigkeit. Daher nimmt dieses Muster mehr Material ein als Muster wie Linien. Welches Füllmuster sollten Sie also wählen?
● Linie: Ein Linienfüllmuster besteht aus Linien, die in einer Richtung (entlang der X- oder Y-Achse) in jeder zweiten Ebene gedruckt werden. Dieses Füllmuster bietet Festigkeit in nur zwei Dimensionen, was für schnelles Drucken gut ist. Linienmuster verbrauchen nicht viel Material und sind leicht.
●Honeycomb: Wie der Name schon sagt, erzeugt dieses Muster eine Wabenstruktur, die einen ansprechenden visuellen Effekt erzeugt. Dieses Füllmuster eignet sich für halbschnelle Drucke, die eine mäßige Stärke erfordern und nicht zu viel Material verbrauchen.
Gitter: Ein Gitterfüllmuster sieht Linien ähnlich aus, aber anstelle von unidirektionalen Linien auf jeder zweiten Ebene enthält jede Ebene zweidimensionale Linien mit doppeltem Abstand zwischen den Linien. Dieser Modus bietet zweidimensionale Kraft, ist aber immer noch etwas mächtig. Gittermuster verbrauchen eine durchschnittliche Menge an Material und nehmen eine mittlere Zeit zur Fertigstellung in Anspruch.
●Dreieck: Ein dreieckiges Muster sieht aus wie überlappende dreieckige Linien, die sich in drei Richtungen in der XY-Ebene erstrecken. Dieses Füllmuster bietet nur Festigkeit in zwei Dimensionen, ist aber dennoch für Drucke geeignet, die Festigkeit erfordern.
● Drei-Wege-Sechseck: Ein Drei-Sechseck-Füllmuster besteht aus verschiedenen Linien, die sich in drei Richtungen in der XY-Ebene erstrecken und ein sechseckiges Muster mit einem Dreieck in der Mitte bilden. Dieses Füllmuster bietet zweidimensionale Festigkeit, perfekt für intensive Drucke.
●Würfel: Dieser Modus erzeugt gestapelte Würfel, aber da sie um 45 Grad um die X- und Y-Achse geneigt sind, sehen sie in jedem Moment eher wie Dreiecke aus. Dieses Muster bietet eine hervorragende Festigkeit in drei Dimensionen, erfordert jedoch mehr Material und Zeit als andere Muster.
● Oktett: Ein Oktett-Füllmuster ähnelt einem Würfelmuster, aber anstatt schräge Dreiecke hinzuzufügen, wird das Muster als Quadrat materialisiert. Dieses Füllmuster ist ein dreidimensionales Muster, das nicht nur gut aussieht, sondern auch für Teile nützlich ist, die Festigkeit erfordern.
●Spirale: Spiralförmige Füllmuster sehen vielleicht am coolsten aus, aber sie sind wohl auch die seltsamsten Füllmuster. Es besteht aus einer konkaven unregelmäßigen Krümmung, die schließlich den Pfad durchquert. Es wurde entwickelt, um das beste Gleichgewicht zwischen Festigkeit, Material und Druckzeit zu erreichen.
●Konzentrisch: Ein konzentrisches Schraffurmuster ist eine interne Struktur aus konzentrischen Linien, die dem Umriss eines Teils (dh seinem Umfang) entsprechen. Dieses Muster kann schnell gedruckt werden, ist für flexible Teile geeignet und verbraucht viel weniger Material als die meisten Muster.
Empfohlene Einstellungen
1. Standarddrucke: Gitter oder Dreieck
2. Funktionaler Druck: Würfel, Helix oder Oktett
3. Figuren und Modelldrucke: Linien
4. Flexibles Drucken: konzentrisch
Zusammenfassen
Zusätzlich zu Mustern und Dichten gibt es zwei weitere bemerkenswerte Kategorien von Fülleinstellungen: variable Einstellungen und künstlerische Muster. Beide ermöglichen es Ihnen, mit Fülleinstellungen kreativer zu sein. Mit variablen Einstellungen können Sie die Fülldichte anpassen, während das Teil durch die Schichten fortschreitet. Wenn Sie beispielsweise möchten, dass die Unterseite eines Teils bis zu Schicht 30 10 % Füllung hat und dann zu 50 % Füllung wechseln, können Sie dies mit den variablen Einstellungen tun. Was kann in Software wie Simplify3D, PrusaSlicer und Cura realisiert werden? Füllung für Kunst ist eine Möglichkeit, verschiedene Füllmuster in Kunstwerke zu verwandeln. Dieser Prozess sieht gut aus auf Ohrringen, Anhängern und anderen Schmuckstücken und Kunstwerken.