Rodzaje wypełnienia w druku 3D — który wzór wybrać?

Rodzaj wypełnienia określa układ ścieżek wewnątrz modelu. Przy tym samym procencie gyroid, wzór sześcienny, siatka, linie prostoliniowe i plaster miodu mogą inaczej podpierać górę, przenosić obciążenie oraz wpływać na czas druku.

Co dokładnie zmienia wzór wypełnienia?

Wzór decyduje o kierunku, ciągłości i liczbie skrzyżowań wewnętrznych ścieżek. Nie zmienia zewnętrznego kształtu modelu, lecz wpływa na rozmieszczenie materiału pomiędzy ścianami. To z kolei oddziałuje na podparcie pełnych warstw górnych, sztywność w poszczególnych kierunkach, elastyczność, czas i niezawodność drukowania.

Ustawienie w konfiguratorze dotyczy rzadkiej struktury wewnętrznej. Nie jest tym samym co wzór widocznej, ostatniej warstwy górnej ani materiał podporowy pod zwisami.

Pięć wzorów dostępnych w konfiguratorze

Wypełnienie gyroidalne

Gyroid tworzy przestrzenną, okresową powierzchnię o płynnie zmieniającym się kierunku. Linie nie przecinają się w obrębie tej samej warstwy, dzięki czemu w punktach skrzyżowań nie powstają typowe zgrubienia. Oficjalna dokumentacja Prusa wskazuje dobre podparcie w wielu kierunkach, stosunkowo szybki druk i korzystny stosunek wytrzymałości do masy.

To domyślny wzór profili w konfiguratorze i właściwy punkt wyjścia bez szczególnych wymagań. Określenie „w wielu kierunkach” nie oznacza jednak, że gotowa część jest izotropowa. Połączenia pomiędzy warstwami nadal zachowują się inaczej niż ścieżki leżące w jednej płaszczyźnie.

Wypełnienie sześcienne

Wzór sześcienny buduje przestrzenną sieć komórek ustawionych narożnikiem w dół. Ścieżki krzyżują się w jednej warstwie, a kolejne poziomy tworzą strukturę 3D. Prusa wymienia wzory sześcienny i gyroidalny jako odpowiednie kandydatury dla części mechanicznych.

Nie oznacza to, że sześcienne wypełnienie będzie najmocniejsze w każdym teście. Kierunek siły, obrysy, materiał i orientacja mogą mieć większe znaczenie. Wybór powinien zostać potwierdzony na modelu odpowiadającym rzeczywistemu zastosowaniu.

Siatka

Siatka drukuje dwa prostopadłe zestawy linii w obrębie każdej warstwy. Daje regularne punkty podparcia, lecz materiał odkłada się także w miejscach, gdzie ścieżki przechodzą przez siebie. Dysza może wtedy przejeżdżać nad nieco wyższymi skrzyżowaniami, co powoduje charakterystyczny dźwięk, a w trudnym przypadku może zakłócić druk.

Dokumentacja Prusa wskazuje siatkę jako prosty wzór i możliwy wybór dla materiałów elastycznych, dla których złożone struktury bywają trudniejsze. W zamówieniu produkcyjnym nadal należy zacząć od zweryfikowanej wartości profilu i zmieniać wzór tylko w określonym celu.

Wypełnienie prostoliniowe

W jednej warstwie powstają równoległe linie, a na następnej ich kierunek obraca się zwykle o 90°. W odróżnieniu od siatki dwa kierunki nie są nakładane w tym samym poziomie. Zmniejsza to liczbę skrzyżowań i sprawia, że prostoliniowe jest jednym z szybciej drukowanych wzorów.

Przy tej samej ilości materiału może efektywnie podpierać górne warstwy, ponieważ linie danego poziomu leżą bliżej siebie niż jeden z dwóch zestawów siatki. PrusaSlicer automatycznie wybiera je przy 100% wypełnienia i wskazuje jako jedyny zalecany wzór dla tej gęstości.

Plaster miodu

Plaster miodu tworzy sześciokątne komórki. Ścieżki nie krzyżują się w obrębie jednej warstwy, a regularna geometria zapewnia uporządkowaną strukturę mechaniczną. Ceną jest bardziej złożony przebieg głowicy.

Oficjalne porównanie Prusa wskazuje wyższe zużycie materiału i znacznie dłuższy czas niż dla podstawowych, szybszych wzorów. Dlatego plaster miodu warto wybierać ze względu na określone wymaganie, a nie tylko nazwę kojarzoną z dużą wytrzymałością.

Jak wybrać wzór do celu części?

• Bez szczególnych wymagań: pozostaw domyślny gyroid i sprawdzone parametry profilu.
• Część mechaniczna obciążana w kilku kierunkach: porównaj gyroid z wzorem sześciennym, ale wykonaj test fizyczny.
• Priorytet czasu albo 100% wypełnienia: rozważ wzór prostoliniowy; przy 100% slicer zastosuje go automatycznie.
• Materiał elastyczny: prostsza siatka może być łatwiejsza do wykonania niż złożona struktura, lecz elastyczność zależy głównie od geometrii, ścian i procentu.
• Świadoma struktura komórkowa: plaster miodu ma sens, gdy akceptujesz większy czas i zużycie.

Nie porównuj dwóch wzorów przy różnej gęstości i innej liczbie ścian, bo nie będzie wiadomo, która zmiana wywołała rezultat. Najpierw zachowaj pozostałe ustawienia, a potem zmień tylko wzór.

Czego wzór wypełnienia nie naprawi?

• nie zmieni złej orientacji warstw względem obciążenia,
• nie wzmocni zbyt cienkiej albo pękniętej geometrii CAD,
• nie zastąpi odpowiedniej liczby obrysów wokół ścian i otworów,
• nie usunie konieczności podpór pod zewnętrznym zwisem,
• nie zapewni określonej nośności, szczelności ani trwałości bez testu.

Wzór działa wewnątrz modelu. Jeśli problem znajduje się na zewnętrznej powierzchni albo między warstwami, przeanalizuj także liczbę obrysów oraz orientację i podpory.

Przykład: pięć wzorów przy 20% wypełnienia

Ten sam sześcienny model ma 20% wypełnienia i identyczne obrysy. Gyroid rozkłada falistą strukturę w wielu kierunkach, cubic tworzy przestrzenną sieć, grid nakłada oba kierunki w każdym poziomie, rectilinear zmienia kierunek dopiero między warstwami, a honeycomb buduje sześciokątne komórki.

Nominalny procent pozostaje taki sam, ale długość ścieżek, liczba skrzyżowań i punkty podparcia góry są inne. Z tego powodu slicer może obliczyć różne czasy i masy. Porównanie ma sens tylko po analizie tego samego pliku oraz wszystkich pozostałych parametrów.

Wpływ na czas i cenę

Wzór o prostych, długich odcinkach może drukować się szybciej niż struktura wymagająca częstych zmian kierunku. Skrzyżowania i złożone komórki wpływają na prędkość ruchu, a różny sposób rozmieszczenia linii może zmienić faktyczne zużycie materiału mimo identycznego procentu.

Nie stosujemy stałej dopłaty do nazwy wzoru. Konfigurator po zmianie uruchamia nowy slicing i przelicza cenę z rzeczywistego czasu oraz materiału. Zobacz również jak dobrać procent wypełnienia.

Najczęstsze pytania

Który wzór jest najmocniejszy?

Nie istnieje jeden zwycięzca dla każdego kierunku i rodzaju obciążenia. Gyroid oraz cubic są dobrymi kandydatami do części mechanicznych, ale końcowy rezultat zależy również od obrysów, procentu, orientacji, materiału i geometrii.

Czy gyroid jest zawsze najlepszy?

Nie, choć jest bezpiecznym ustawieniem domyślnym i zapewnia dobry kompromis. Przy konkretnym wymaganiu szybsze, pełne albo elastyczne rozwiązanie może uzasadniać inny wzór.

Czy zmiana wzoru zmienia zewnętrzny wygląd?

Wzór jest wewnętrzny, ale może pośrednio wpłynąć na podparcie i ślady widoczne na dużej górnej powierzchni. Zewnętrzne ściany nadal tworzą obrysy.

Źródła techniczne

• Prusa Knowledge Base: Wzory wypełnienia
• Prusa Knowledge Base: Wypełnienie
• Prusa Knowledge Base: Problemy z wypełnieniem