Võrreldes enamiku teiste tootmistehnikatega peab 3D-printimine kontrollima detaili kahe struktuuri – välisseina ja täidise – täpsust. Välissein viitab detaili kõige välimisele alale, samas kui täiteaine on kõik, mis on osa sees. Tavaliselt on printeril teatud tasemel kontroll välisvaluuta üle, kuid täidis on dünaamilisem ja mängib tohutut rolli detaili tugevuses, kaalus, struktuuris, ujuvuses jne. 3D-printimisel saab kasutaja määratleda hulga parameetreid, et juhtida detaili jaoks kasutatavat täidise tüüpi.
Kõigist neist parameetritest on kaks kõige olulisemat: täite tihedus ja täite muster. Allpool tutvustan teile "täidet" mõne erineva valmistamismeetodi abil, et paremini mõista, kuidas see 3D-printimisel töötab.
3D printimine ja traditsiooniline tootmine
Täite 3D-printimine erineb teistest traditsioonilisematest tootmismeetoditest. Võtame näidetena survevalu ja lahutava tootmise. Injektsioonvormimine hõlmab materjali sisestamist vormi, et moodustada osa ning tehnoloogia olemuse tõttu pole sisemise struktuuri juhtimine lihtsalt võimalik. Seetõttu on survevaludetailid kas tahked või õõnsad (gaasi survevaluga), mille vahele ei jää midagi. Subtraktiivne tootmine, nagu ka CNC-töötlus, nõuab lõikamismaterjali. Sarnaselt survevaluga ei saa täidist reguleerida, mistõttu on sisemus täiesti tahke. Kuid 3D-printimine võib kujundada mis tahes massi ja muuta see kiht-kihilt materjali väljapressimise teel.
Täitetihedus võib oluliselt mõjutada materjalikulu
Täitetihedus on osa sees olev "täius". Viilutajas väljendatakse seda protsentides vahemikus {{0}} protsenti kuni 100 protsenti , kus 0 protsenti tähendab osaliselt õõnest ja 100 protsenti täiesti tahket. Täitetihedus võib oluliselt mõjutada detaili kaalu: mida täidisem on osa sisemus, seda raskem see on. Lisaks kaalule mõjutab trükiaega, materjalikulu ja ujuvust ka täite tihedus. Sama kehtib ka tugevuse kohta, kuigi loomulikult on see seotud ka paljude muude teguritega nagu materjal ja põranda kõrgus.
Mõned viilutajad võimaldavad ka sama osa sees erinevat täite tihedust. Seda nimetatakse muutuvaks täitetiheduseks ja spetsiaalne säte viilutamisprogrammis võimaldab kasutajal määrata mis tahes tiheduse variatsiooni, mida prindi eri piirkondade jaoks soovib. Niisiis, mitut protsenti täite tihedusest tuleks tegelikul printimisel kasutada?
● 15-50 protsenti täite tihedust on soovitatav enamiku "standardsete" väljatrükkide jaoks, mis ei vaja lisatugevust. See tihedusprotsent vähendab printimisaega, säästab materjali ja tagab hea tugevuse.
●Funktsionaalsed väljatrükid peavad olema tugevad. Seetõttu on soovitatav kasutada suuremat täitmist: rohkem kui 50 protsenti . Selle seadistuse printimine võtab kauem aega ja kulutab rohkem hõõgniiti, kuid tulemuseks on tugevam osa.
●Ainult kuvamiseks kasutatavate kujukeste mudelite puhul on soovitatav kasutada 0-15 protsenti täite tihedust. See suurendab printimiskiirust ja ei tarbi üldse palju hõõgniiti. Selles tihedusvahemikus trükitud mudelid on väga kerged, kuid mitte väga tugevad.
Soovitatavad seaded
1. Standardne trükkimine: 15-50 protsenti
2. Funktsionaalne printimine: 50-100 protsenti
3. Kujukesed ja mudeliprindid: 0-15 protsenti
4. Paindlik printimine: 1-100 protsenti
Täitemuster
Luugi muster on detaili sees oleva materjali struktuur ja kuju. Lihtsatest joontest kuni keerukamate geomeetriateni võivad luugimustrid mõjutada detaili tugevust, kaalu, printimisaega ja isegi paindlikkust. Erinevates viilutamisprogrammides on palju erinevaid täitmisrežiime.
Sarnaselt täitetihedusele on erinevatel täitemustritel erinevad omadused, nagu keerukus, materjalitõhusus ja ühenduse tugevustasandite arv (2D või 3D). Näiteks ühendab spiraalne muster välisseinad kolmes mõõtmes, pakkudes rohkem üldist tugevust. Seetõttu võtab see muster rohkem materjali kui mustrid nagu jooned. Millise täitemustri peaksite siis valima?
● Line: joonte täitmise muster koosneb joontest, mis on prinditud ühes suunas (piki X- või Y-telge) igale teisele kihile. See täitemuster annab tugevuse ainult kahes mõõtmes, mis on hea kiireks printimiseks. Joonemustrid ei kasuta palju materjali ja on kerged.
●Honeycomb: nagu nimigi ütleb, tekitab see muster kärgstruktuuri, luues ahvatleva visuaalse efekti. See täidismuster sobib poolkiiretele printidele, mis nõuavad mõõdukat tugevust ja ei kuluta liiga palju materjali.
Ruudustik: ruudustiku täitmise muster on välimuselt sarnane joontega, kuid iga teise kihi ühesuunaliste joonte asemel sisaldab iga kiht kahemõõtmelisi jooni, mille joontevaheline ruum on kaks korda suurem. See režiim annab kahemõõtmelise võimsuse, kuid on siiski mõnevõrra võimas. Ruudumustrid kulutavad keskmiselt palju materjali ja nende valmimine võtab keskmiselt aega.
●Kolmnurk: kolmnurkne muster näeb välja nagu kattuvad kolmnurksed jooned, mis ulatuvad XY-tasandil kolmes suunas. See täitemuster annab tugevuse ainult kahes mõõtmes, kuid sobib siiski tugevust nõudvate trükiste jaoks.
● Kolmesuunaline kuusnurk: kolmest kuusnurgast koosnev täitemuster koosneb erinevatest joontest, mis ulatuvad XY-tasandil kolmes suunas, moodustades kuusnurkse mustri, mille keskel on kolmnurk. See täitemuster annab kahemõõtmelise tugevuse, mis sobib suurepäraselt intensiivsete väljatrükkide jaoks.
●Kuubid: see režiim loob virnastatud kuubikuid, kuid kuna need on X- ja Y-telje ümber 45 kraadi kallutatud, näevad nad igal hetkel rohkem välja nagu kolmnurgad. See muster annab suurepärase tugevuse kolmes mõõtmes, kuid nõuab rohkem materjali ja aega kui teised mustrid.
● Oktett: okteti täitmise muster sarnaneb kuubiku mustriga, kuid kaldus kolmnurkade lisamise asemel realiseeritakse muster ruuduna. See täitemuster on kolmemõõtmeline muster, mis mitte ainult ei näe hea välja, vaid on kasulik ka tugevust nõudvate osade jaoks.
●Spiraal: spiraalsed täitemustrid võivad välja näha kõige lahedamad, kuid need on vaieldamatult ka kõige veidramad täitemustrid. See koosneb nõgusast ebakorrapärasest kumerusest, mis lõpeb tee läbimisega. See on loodud parima tasakaalu saavutamiseks tugevuse, materjali ja trükiaja vahel.
●Kontsentriline: kontsentriline viirutusmuster on sisemine struktuur, mis koosneb kontsentrilistest joontest, mis vastavad detaili kontuurile (st selle perimeetrile). Seda mustrit saab kiiresti printida, see sobib painduvate osade jaoks ja kulutab palju vähem materjali kui enamik mustreid.
Soovitatavad seaded
1. Standardprindid: ruudustik või kolmnurk
2. Funktsionaalne trükkimine: kuubik, spiraal või oktett
3. Kujukesed ja mudelitrükid: jooned
4. Paindlik trükk: kontsentriline
Tehke kokkuvõte
Lisaks mustritele ja tihedustele on veel kaks tähelepanuväärset täitesätete kategooriat: muutuvad sätted ja kunstilised mustrid. Mõlemad võimaldavad teil olla täiteseadetega loomingulisem. Muudetavad sätted võimaldavad teil reguleerida täite tihedust, kui osa liigub läbi kihtide. Näiteks kui soovite, et osa allosas oleks kuni 30. kihini 10 protsenti täitmist, seejärel lülituda 50 protsendilisele täidisele, võimaldavad muutuja sätted seda teha. Mida saab realiseerida sellistes tarkvarades nagu Simplify3D, PrusaSlicer ja Cura? Kunstitäide on viis muuta erinevad täitemustrid kunstiteosteks. See protsess näeb hea välja kõrvarõngaste, ripatsite ja muude ehete ja kunstiteoste puhul.