Palyginti su daugeliu kitų gamybos būdų, 3D spausdinimas turi kontroliuoti dviejų detalės konstrukcijų: išorinės sienelės ir užpildo tikslumą. Išorinė sienelė reiškia atokiausią dalies plotą, o užpildas yra bet koks, esantis dalies viduje. Paprastai spausdintuvas turės tam tikrą užsienio valiutos kontrolę, tačiau užpildymas yra dinamiškesnis ir vaidina didžiulį vaidmenį detalės stiprumui, svoriui, struktūrai, plūdrumui ir kt. 3D spausdinimo metu vartotojas gali apibrėžti daugybę parametrų, skirtų valdyti detalei naudojamo užpildymo tipą.
Iš visų šių parametrų svarbiausi yra du: užpildymo tankis ir užpildymo modelis. Toliau paaiškinsiu, kaip „užpildyti“ kelis skirtingus gamybos metodus, kad geriau suprastumėte, kaip tai veikia 3D spausdinimo srityje.
3D spausdinimas ir tradicinė gamyba
Užpildomas 3D spausdinimas skiriasi nuo kitų, labiau tradicinių gamybos būdų. Paimkime įpurškimo liejimą ir atimamą gamybą kaip pavyzdžius. Įpurškimas apima medžiagos įterpimą į formą, kad būtų suformuota dalis, o dėl pačios technologijos pobūdžio valdyti vidinės struktūros tiesiog neįmanoma. Todėl įpurškimo formos dalys yra kietos arba tuščiavidurės (su dujų įpurškimu), tarp kurių nėra nieko. Subtraktinei gamybai, kaip ir CNC apdirbimui, reikalinga pjovimo medžiaga. Panašiai kaip liejimo įpurškimas, užpildo negalima reguliuoti, todėl vidus yra visiškai vientisas. Tačiau 3D spausdinimas gali sukurti bet kokią masę ir padaryti ją sluoksnis po sluoksnio ekstruzijos būdu.
Užpildymo tankis gali labai paveikti medžiagos sunaudojimą
Užpildymo tankis yra „pilnumas“ dalies viduje. Pjaustyklėje jis išreiškiamas procentais nuo {{0}} procentų iki 100 procentų , kur 0 procentų reiškia iš dalies tuščiavidurį, o 100 procentų reiškia visiškai kietą. Užpildymo tankis gali labai paveikti detalės svorį: kuo pilnesnė detalės vidus, tuo ji bus sunkesnė. Be svorio, spausdinimo laiką, medžiagos sąnaudas ir plūdrumą taip pat turi įtakos užpildymo tankis. Tas pats pasakytina ir apie stiprumą, nors, žinoma, tai susiję ir su daugeliu kitų veiksnių, tokių kaip medžiaga ir grindų aukštis.
Kai kurie pjaustytuvai taip pat leidžia naudoti skirtingą užpildymo tankį toje pačioje dalyje. Tai vadinama kintamu užpildymo tankiu, o konkretus nustatymas pjaustymo programoje leidžia vartotojui nurodyti bet kokius norimus tankio pokyčius skirtingose spaudinio srityse. Taigi, koks užpildymo tankio procentas turėtų būti naudojamas spausdinant?
● 15-50 procentų užpildymo tankis rekomenduojamas daugeliui „standartinių“ spaudinių, kuriems nereikia papildomo tvirtumo. Šis tankio procentas sumažina spausdinimo laiką, taupo medžiagą ir užtikrina gerą stiprumą.
●Funkciniai spaudiniai turi būti tvirti. Todėl rekomenduojamas didesnis užpildymas: daugiau nei 50 proc. Dėl šios sąrankos spausdinimas užtrunka ilgiau ir sunaudojama daugiau gijų, tačiau gaunama tvirtesnė dalis.
●Figūriniams modeliams, naudojamiems tik rodymo tikslais, rekomenduojamas 0-15 procentų užpildymo tankis. Tai padidina spausdinimo greitį ir visai nenaudoja daug gijų. Šiame tankio diapazone atspausdinti modeliai bus labai lengvi, bet ne itin tvirti.
Rekomenduojami nustatymai
1. Standartinis spausdinimas: 15-50 proc
2. Funkcinis spausdinimas: 50-100 proc
3. Figūrėlės ir modelių atspaudai: 0-15 proc
4. Lankstus spausdinimas: 1-100 proc
Užpildymo modelis
Liukų raštas – tai detalės viduje esančios medžiagos struktūra ir forma. Nuo paprastų linijų iki sudėtingesnių geometrijų, liuko raštai gali turėti įtakos detalės stiprumui, svoriui, spausdinimo laikui ir net lankstumui. Įvairiose pjaustyklių programose yra daug skirtingų užpildymo režimų.
Kaip ir užpildymo tankis, skirtingi užpildymo modeliai turi skirtingas savybes, tokias kaip sudėtingumas, medžiagos efektyvumas ir jungties stiprumo plokštumų skaičius (2D arba 3D). Pavyzdžiui, spiralinis raštas sujungia išorines sienas trimis matmenimis ir suteikia daugiau bendro stiprumo. Todėl šis raštas užima daugiau medžiagos nei tokie raštai kaip linijos. Taigi, kurį užpildymo modelį turėtumėte pasirinkti?
● Linija: linijos užpildymo raštas susideda iš linijų, atspausdintų viena kryptimi (išilgai X arba Y ašių) kiekviename kitame sluoksnyje. Šis užpildymo raštas suteikia tvirtumo tik dviem matmenimis, o tai tinka greitam spausdinimui. Linijų raštuose nenaudojama daug medžiagos ir jie yra lengvi.
● Koris: kaip rodo pavadinimas, šis modelis sukuria korio struktūrą ir sukuria patrauklų vizualinį efektą. Šis užpildymo raštas tinka pusiau greitiems spaudiniams, kuriems reikia vidutinio stiprumo ir sunaudojama per daug medžiagos.
Tinklelis: tinklelio užpildymo raštas savo išvaizda yra panašus į linijas, bet vietoj vienakrypčių linijų kas antrame sluoksnyje kiekviename sluoksnyje yra dvimatės linijos, kurių tarpas tarp eilučių yra dvigubai didesnis. Šis režimas suteikia dvimatę galią, bet vis tiek yra šiek tiek galingas. Tinklelio modeliams sunaudojama vidutiniškai medžiagos, o užbaigimas trunka vidutiniškai.
●Trikampis: trikampis modelis atrodo kaip persidengiančios trikampės linijos, besitęsiančios trimis XY plokštumos kryptimis. Šis užpildymo raštas suteikia tvirtumo tik dviem matmenimis, bet vis tiek tinka spaudiniams, kuriems reikia tvirtumo.
● Trijų krypčių šešiakampis: trijų šešiakampių užpildymo raštas susideda iš įvairių linijų, besitęsiančių trimis kryptimis XY plokštumoje, sudarančių šešiakampį raštą su trikampiu viduryje. Šis užpildymo raštas suteikia dvimatį stiprumą, puikiai tinka intensyviems spaudiniams.
●Kubai: šiuo režimu sukuriami sukrauti kubai, tačiau jie yra pakreipti 45 laipsnių kampu aplink X ir Y ašis, todėl bet kuriuo momentu atrodo kaip trikampiai. Šis modelis užtikrina puikų trijų matmenų tvirtumą, tačiau reikalauja daugiau medžiagos ir laiko nei kiti modeliai.
● Oktetas: okteto užpildymo raštas yra panašus į kubo raštą, bet užuot pridėjus pasvirusius trikampius, raštas materializuojamas kaip kvadratas. Šis užpildymo raštas yra trimatis raštas, kuris ne tik puikiai atrodo, bet ir naudingas detalėms, kurioms reikia tvirtumo.
●Spiralinis: spiraliniai užpildymo raštai gali atrodyti šauniausiai, bet be abejonės, jie yra ir patys keisčiausi užpildymo raštai. Jį sudaro įgaubtas netaisyklingas kreivumas, kuris baigia kerta kelią. Jis sukurtas taip, kad būtų pasiekta geriausia stiprumo, medžiagos ir spausdinimo laiko pusiausvyra.
●Koncentrinis: koncentrinis brūkšnio raštas yra vidinė struktūra, sudaryta iš koncentrinių linijų, atitinkančių dalies kontūrą (ty jos perimetrą). Šį raštą galima greitai atspausdinti, jis tinka lanksčioms dalims ir sunaudoja daug mažiau medžiagos nei dauguma raštų.
Rekomenduojami nustatymai
1. Standartiniai spaudiniai: tinklelis arba trikampis
2. Funkcinis spausdinimas: kubas, spiralė arba oktetas
3. Figūrėlės ir modelių atspaudai: linijos
4. Lankstus spausdinimas: koncentrinis
Apibendrinti
Be raštų ir tankio, yra dar dvi dėmesio vertos užpildymo nustatymų kategorijos: kintami nustatymai ir meniniai raštai. Abu leidžia kūrybiškiau naudoti užpildymo nustatymus. Kintami nustatymai leidžia reguliuoti užpildymo tankį, kai dalis eina per sluoksnius. Pavyzdžiui, jei norite, kad dalies apačioje būtų 10 procentų užpildymas iki 30 sluoksnio, tada perjunkite į 50 procentų užpildymą, tai leidžia atlikti kintamieji nustatymai. Ką galima realizuoti naudojant tokią programinę įrangą kaip Simplify3D, PrusaSlicer ir Cura? Meno užpildymas – tai būdas skirtingus užpildymo modelius paversti meno kūriniais. Šis procesas puikiai atrodo ant auskarų, pakabukų ir kitų papuošalų bei meno kūrinių.