Die Bedeutung der Art der Füllung beim 3D-Druck

Alle Benutzer von 3D-Druckern wissen, dass 3D-gedruckte Teile zwei unterschiedliche Zonen haben, die Schale und die Füllung (Füllung). Die richtige Parametrierung dieser beiden Werte beeinflusst die mechanische Beständigkeit, das Finish, die Druckzeit und die Kosten. Die Schale sind die Außenwände des Teils, in denen sowohl die mit der Druckbasis in Kontakt stehenden Schichten als auch die oberen Schichten, die die endgültige Oberflächenbeschaffenheit verleihen, enthalten sind.

In diesem Artikel konzentrieren wir uns auf den inneren Teil des Stücks, die Füllung . Laminierungsprogramme (Cura3D, Simplify3D usw.) ermöglichen es uns, die Form und den Prozentsatz auszuwählen der Füllung wir wollen. Als nächstes nennen wir die wichtigsten möglichen Konfigurationen.

Füllprozentsatz beim 3D-Druck

Die füllen Sie die Materialmenge, die den inneren Teil des Stücks einnimmt . Normalerweise erlauben Walzprogramme eine Änderung des Materialanteils von 0 % (Hohlteil) auf 100 % (vollständig fester Anteil) . Immer wenn man von der gleichen Konfiguration von Schichthöhe und Breite des Gehäuses spricht, hängt der ideale Wert des Füllungsprozentsatzes von der endgültigen Anwendung des betreffenden Stücks ab. Der am häufigsten verwendete Prozentsatz, den viele Laminierprogramme als Standarddaten verwenden , beträgt 20 % . Mit diesem Prozentsatz erhalten Sie Teile mit mittlerer/hoher Festigkeit, geringem Gewicht und einer sehr effizienten Druckzeit , die sich in Teile mit einem guten Widerstands-/Kostenverhältnis verwandeln.

Für nicht funktionstüchtige Prototypen, Modelle und andere Objekte mit einfacher Exposition beträgt die empfohlene Füllung 10 %. Mit einem so niedrigen Prozentsatz werden die langen Druckzeiten von komplexen Figuren oder Objekten, die keinerlei Widerstandsfähigkeit gegenüber Belastungen benötigen, reduziert. Im Gegenteil, jeder Benutzer ist sich darüber im Klaren, dass er seine Stücke mit 100 % Füllung herstellen muss, um eine maximale Zugfestigkeit zu erreichen, was jedoch höhere Zeit- und Materialkosten bedeutet und dass die Stücke schwerer sind. Außerhalb der bereits genannten Werte empfehlen wir, jeden Fall genau nach Widerstand / Druckzeit zu untersuchen, wobei zu berücksichtigen ist, dass von 25% bis 50% der Füllung der Widerstand um 25% und ab 50% erhöht wird bis 70 % des Füllwiderstands wird nur um 10 % erhöht.

Bild 1:Unterschiedliche Füllungsprozentsätze

Unsere Empfehlung ist eine 10% Füllung für Figuren und Gegenstände, die keine Lasten tragen, 20% für Teile des normalen Gebrauchs mit mittlerer / geringer Belastung, 60% falls Sie Endstücke mit mittlerem Widerstand herstellen müssen und gilt, gelocht oder geschraubt zu werden, und schließlich 100%, um die maximale Festigkeit des Materials zu erreichen. Wir möchten betonen, dass die Fertigungsausrichtung der Teile den endgültigen Widerstand beeinflusst, das heißt, die Ausrichtung ist genauso wichtig wie der Füllungsprozentsatz.

Fülltyp

Abhängig von der verwendeten Laminiersoftware gibt es verschiedene Arten von Füllungen, aber die vier am häufigsten verwendeten (Rechteckig, Dreieckig oder Diagonal, Wiggle und Honeycomb) erscheinen in allen (Simplify3D, Cura3D, Slic3r usw.).

Rechteckige Füllung

Standardmäßig verwenden diese Softwares eine rechteckige Füllung, was logisch ist, da sie eine starke Struktur in alle Richtungen hat und relativ schnell ist, wenn senkrechte Schichten übereinander erstellt werden.

Dreieckige Füllung

Die dreieckige Füllung wird, wie in den Strukturen des täglichen Lebens, angewendet, um einen maximalen Widerstand in Richtung der Wände zu erreichen, dies liegt an der Zersetzung bei der Hälfte der aufgebrachten Kraft, indem die Linien, die jede Schicht bilden, bei 45° liegen.

Wackeln füllen

Im Gegenteil, wenn wir ein möglichst flexibles, komprimierbares und weiches Teil benötigen, ist Wiggle die beste Füllung. Diese Zickzackfüllung erhöht die Rückprallkraft und bietet ausreichend Unterstützung, um die vollständige Beschichtung der Oberseite des Teils zu gewährleisten.

Wabe Füllung (Tri-Hexagonal)

Schließlich wird die Wabenfüllung (Bienenplatte) in sechseckiger Form aufgrund der weisen Natur häufig als Kern verwendet, um Teilen aus Kohlefaser und anderen Fasertypen Festigkeit zu verleihen. Beim 3D-Druck bietet FDM / FFF den Teilen einen großen Widerstand in alle Richtungen, größer als die rechteckige Füllung, aber mit längerer Druckzeit.

Unserer Meinung nach ist rechteckige Füllung stark genug für 90 % der 3D-Druckanwendungen , die restlichen 10 % sind Fälle, in denen eine ganz bestimmte Füllung verwendet werden soll.

Unsere Empfehlungen zur Auswahl der Füllung

Die richtige Konfiguration der Füllung ist ein sehr wichtiger Schritt, um den gewünschten Widerstand in den durch FDM / FFF 3D-Druck hergestellten Teilen zu erhalten. Our recommendation is to use the rectangular infill with a 10% density for non-functional parts, models or prototypes, 20% infill for parts with normal use subjected to low / medium loads and 60% for elements that have to withstand high loads. The type of infill and percentage values must also be adjusted to each type of  3D printer , and , if the material  to be used is rigid (PLA, ABS, PETG, Nylon, etc) or flexible (Filaflex TPE or TPU) to get the best possible result.