채우기 패턴; 3D 프린팅에 가장 강력한 것은?

인필 패턴은 3D 프린팅된 부품의 내부 구조를 따르며 부품의 프린팅 시간, 필라멘트 소비, 유연성, 강도, 무게 및 용도에 상당한 영향을 미칩니다.

대부분의 사람들은 이러한 요소가 쉘/둘레의 수와 충전 밀도에만 의존한다고 가정하는 실수를 하지만, Cura가 충전 패턴을 선택할 때 고려해야 할 사항이 많기 때문에 13가지 다른 충전 패턴을 제공하는 데는 충분한 이유가 있습니다. 특정 부분을 위해.

채우기 패턴에는 장점도 있지만 단점도 있습니다. 부품의 패턴을 선택할 때 강도, 인쇄 기간 및 완제품의 유연성과 같은 중요한 요소를 고려해야 합니다. 이러한 다양한 속성은 나중에 부품으로 수행하려는 작업에 따라 하나의 패턴을 다른 패턴보다 더 선호하게 만들 수 있습니다.

이 기사에서는 사용 가능한 다양한 채우기 패턴, 사용 시기(인쇄에 필요한 강도에 따라 다름), 3D 인쇄를 더 강하게 만드는 방법 등에 대해 설명합니다!

짧게; 100% 충전재와 직선 패턴의 조합은 36.4Mpa 값으로 가장 높은 인장 강도를 나타냅니다. 그러나 이것은 적용된 힘이 채우기 레이어와 같은 방향을 따르는 경우에만 해당됩니다. 대부분의 인쇄물에서 전반적으로 가장 강한 패턴은 약 50%의 채우기가 있는 벌집 모양입니다. .

이 정보의 출처는 여기에서 2016년 연구에서 찾을 수 있습니다.

이제 더 이상 고민하지 않고 시작하겠습니다!

다양한 충전 패턴 및 용도

어떤 종류의 패턴을 선택하는지는 특정 부품의 요구 사항에 따라 달라집니다. 그래서 현재 큐라에서 제공하고 있는 13가지 인필 패턴을 소개하고 각각의 장점과 단점, 그리고 각각의 사용 이유에 대해 간략히 설명드리겠습니다.

저강도 채우기 패턴(선, 지그재그)

일반적인 충전 밀도: 0-15%

줄: 선 채우기 패턴은 2D 채우기 패턴으로 이름에서 알 수 있듯 수평선의 레이어로 구성되어 있습니다. 같은 레이어의 모든 선은 같은 방향을 가지지만 연속 레이어의 선 사이의 각도는 90도입니다. 즉, 이 수평선은 2D 평면의 X축과 Y축을 따라 인쇄됩니다.

선 채우기 패턴은 대부분의 다른 패턴보다 재료 소모가 적고 인쇄 시간이 빠르기 때문에 테스트 개체 및 프로토타입 인쇄에 권장됩니다. 이것은 부품이 가볍고 물 위에서 부력을 가질 수 있음을 의미합니다. 피규어나 모형과 같은 장식물을 인쇄하는 데에도 적합합니다.

인쇄물은 측면에서 압축할 때 적당히 강하지만 Z축을 따라 구조적 지지대가 없기 때문에 수직 방식으로 많은 힘을 지지하지 않습니다. 이로 인해 이 패턴은 중간 정도의 기계적 힘도 가해지는 부품에 적합하지 않습니다.

지그재그: 지그재그 채우기 패턴은 선 채우기 패턴과 매우 유사하며 사용 사례뿐만 아니라 장점과 단점도 동일합니다.

유일한 차이점은 선 레이어가 인쇄되는 방식입니다. 선 채우기 패턴에서 레이어는 두 개 이상의 선을 가지며 서로 연결되지 않는 반면 지그재그 채우기 패턴에서는 레이어가 하나의 연속 라인으로 구성됩니다. 차이점은 두 채우기 패턴의 가장자리를 봐야만 알 수 있습니다.

중간 강도 채우기 패턴(격자, 삼각형, 삼각형)

일반적인 충전 밀도: 15-50%

줄: 격자 채우기 패턴은 선 채우기 패턴과 유사하지만 각 레이어는 X축과 Y축을 따라 인쇄된 선으로 구성됩니다. 즉, 동일한 레이어의 선 사이에 90도 각도가 있는 것처럼 보입니다. 이것은 레이어를 격자처럼 보이게 하고, 이로 인해 라인 채우기 패턴과 달리 단일 레이어가 2차원에서 강도를 가질 수 있습니다.

격자 채우기 패턴은 더 강하지만 더 많은 재료를 소비하고 선 및 지그재그 채우기 패턴에 비해 인쇄 시간이 느립니다.

삼각형: 삼각형 채우기 패턴은 함께 융합되어 레이어를 형성한 다음 수직으로 쌓인 삼각형으로 구성됩니다. XY 평면을 따라 두 방향으로만 선이 인쇄되는 전자의 세 가지 패턴과 달리 삼각형 패턴은 세 방향으로 인쇄되는 선을 포함합니다. 이것은 모든 방향에서 균일한 강도를 제공하고 외부 힘에 더 강합니다.

매끄러운 표면이 필요한 경우 외부 레이어 또는 쉘의 수를 늘려야 합니다.

삼각형: 트라이 육각형 채우기 패턴은 삼각형 패턴과 유사한 강력한 2D 패턴입니다. 각 레이어의 선도 XY 평면을 따라 세 방향으로 인쇄되지만 6개의 삼각형이 융합되어 레이어를 형성하기 위해 연결되는 육각형을 형성하는 것처럼 보입니다.

고강도 채우기 패턴(Cubic, Cubic 세분화, Octet, Quarter Cubic, gyroid)

일반적인 충전 밀도:>50%

큐빅: 입방체 채우기 패턴은 X축과 Y축을 중심으로 45도 각도로 기울어진 쌓인 큐브로 구성된 강력한 3D 채우기 패턴입니다. 이것은 그들에게 삼각형처럼 보이는 환상을 줍니다.

입방체 채우기 패턴은 모든 방향에서 대상에 가해지는 압력을 처리할 수 있기 때문에 매우 강력하지만 더 많은 재료가 필요하고 인쇄 시간이 더 느립니다. 기능적 기계 부품을 인쇄하는 데 사용할 수 있습니다.

큐빅(세분): Cubic Subdivision 패턴은 Cubic 패턴과 매우 유사하며 강도와 사용 사례가 동일하지만 인쇄할 재료가 더 적습니다. 이것은 인쇄물의 중앙을 향해 더 큰 입방체를 생성함으로써 달성되며, 이러한 방식으로 충전재가 상당한 양의 외부 압력을 겪지 않는 곳에 재료가 절약됩니다.

그러나 이 채우기 패턴은 다른 채우기 패턴보다 슬라이스하는 데 시간이 더 많이 걸립니다.

옥텟: 옥텟 채우기 패턴은 기울기가 증가하는 삼각형처럼 보이는 대신 사각형처럼 보인다는 점을 제외하고는 입방체 패턴과 유사합니다. 옥텟 채우기 패턴이 있는 개체는 매우 강하고 모든 면에서 압력을 견딜 수 있으며 기계적 기능을 수행할 수 있습니다.

쿼터 큐빅: 1/4 입방 채우기 패턴은 입방 및 옥텟과 같은 다른 3D 패턴과 유사하며 강도 및 사용 사례가 유사합니다. 둘레가 매우 얇은 경우에도 3D 모델에 사용할 수 있습니다.

자이로이드: 자이로이드 인필 패턴은 절대적으로 환상적으로 보이며 무게 대비 강도 비율도 가장 높습니다. 구멍이 뚫린 구조로 인해 고체를 투과할 수 있습니다(액체나 기체가 통과할 수 있음). 인쇄 시간과 재료 사용이 최적이지만, 자이로이드 구조는 지원이 필요하고 비교적 높은 충전 밀도로 인쇄해야 하기 때문에 낮은 충전 밀도로 인쇄하려는 경우 몇 가지 테스트를 수행해야 합니다.

유연한 채우기 패턴(동심, 교차, 교차 3D)

일반적인 충전 밀도: 0-100%(인쇄물을 원하는 정도에 따라 다름).

동심: 동심 채우기 패턴에는 개체의 모양(윤곽선)과 유사한 동심 선이 포함되어 있습니다. 물체는 유연하며 전체 모양에 심각한 손상이나 변형을 일으키지 않고 비틀 수 있습니다. 이 패턴은 상대적으로 적은 양의 필라멘트를 소모하고 인쇄 시간이 빠릅니다.

그러나 유연한 물체를 인쇄하는 데만 적합하며 수평 강도가 부족합니다.

교차: 교차 채우기 패턴은 멋진 십자가로 만들어지는 것처럼 보이고 인쇄물이 심하게 뒤틀리고 구부러져도 살아남을 수 있도록 빈 공간이 있는 방식으로 인쇄됩니다.

단점은 물체에 수평으로 가해지는 힘에 대항하는 구조적 지지대가 없다는 것입니다.

크로스 3D: 십자형 3D 채우기 패턴은 십자형 패턴과 유사하지만 인쇄물이 커짐에 따라 선이 경사로 이동하는 방식으로 인쇄됩니다. 인쇄하기 쉽고 부드럽고 유연한 물체를 인쇄하는 데 이상적입니다. 단점은 약하고 슬라이스하는데 시간이 더 걸린다는 점입니다.

어떤 채우기 패턴이 가장 강합니까?

3D 프린터를 사용해 본 많은 사람들은 Honeycomb(Cubic)을 가장 강력한 채우기 패턴으로 추천하는 경향이 있습니다. 힘이 가해지는 방향으로는 약하지만 모든 방향에서 동일하게 강하기 때문에 실제로 다른 패턴보다 강합니다. 벌집의 작은 세포 하나하나가 전체 구조만큼이나 강합니다.

허니컴 셀의 육각형 메커니즘은 힘을 분산 및 분산하도록 구조화되어 있으며, 그 힘이 한두 지점에만 집중되는 대신 허니컴 패턴이 그 힘을 더 넓은 영역으로 퍼뜨립니다. 구조의 모든 부분에 힘을 재분배함으로써 벌집은 다른 패턴보다 일반적인 기계적 힘을 더 잘 처리할 수 있습니다.

벌집 모양(큐빅) 채우기 패턴은 크고 단단한 인쇄물에서도 인쇄물을 강력하고 단단하게 만듭니다. 증가된 강도로 인해 다른 충전 패턴과 비교할 때 많은 유리한 기계적 특성을 갖는 큰 구조의 부품을 생성할 수 있습니다.

이론적 관점에서 직선형 충전재가 가장 강력한 패턴 , 적용된 힘이 채우기 레이어의 라인 방향인 경우, 즉. 그렇지 않으면 상대적으로 약한 패턴이지만 플라스틱 사용 측면에서도 매우 효율적이어서 벌집 모양보다 약 30% 정도 빠르게 인쇄합니다.

요컨대; 대부분의 상황에서 가장 강력한 채우기 패턴은 전체 구조를 통해 모든 방향에서 오는 힘을 분산할 수 있기 때문에 벌집(입방) 패턴입니다. 직선 패턴은 절대적으로 가장 강력하지만, 채우기와 같은 방향으로 힘이 가해지는 경우에만 가능합니다.

채움 밀도는 강도에 어떤 영향을 미치며 좋은 밀도 범위란 무엇입니까?

강도의 또 다른 요소는 충전 밀도입니다. 충전 비율이 조밀할수록 부품이 더 강해지기 때문입니다.

물체의 강도를 고려하면 물체의 구조와 직접적인 관련이 있습니다. 충전 비율이 높을수록 부품 중간에 외부 힘을 처리하는 재료가 많아지고 따라서 파손에 대한 저항이 더 강해집니다.

가장 견고하고 안정적인 구조를 제공하기 때문에 100% 충전재가 가장 좋습니다. 그러나 사용되는 재료의 양으로 인해 인쇄 시간이 훨씬 오래 걸리고 더 낮은 충전재 대안보다 더 많은 필라멘트가 필요하기 때문에 비용도 더 많이 듭니다.

많은 사람들이 20-50%의 충전 밀도로 대부분의 경우 만족하며, 이는 대부분의 충전 패턴에서 최상의 결과를 제공하며 50%의 필라멘트 비율이 이미 100%와 동일한 강도를 제공할 수 있다는 사실에 놀랄 것입니다. , 또는 어떤 경우에는 매우 가깝습니다.

충전 밀도를 50% 이상으로 높인 후 강도의 급격한 증가를 기대하지 마십시오. 여기서부터 상당한 체감 수익을 얻을 수 있기 때문입니다. 필라멘트 비율이 높을수록 증가 효과가 점점 줄어듭니다.

기어를 인쇄하지 않는 한 추가 필라멘트를 낭비하고 부품을 더 무겁게 만들기 때문에 75% 충전 밀도 이상으로 부품을 인쇄할 필요는 없을 것입니다.

전문가 팁 :인필 라인 방향을 최적화하여 인쇄 저항성 향상:인필 라인의 기본 방향은 45°이며 특정 방식으로 채우기 라인 방향을 조정하기만 하면 동일한 퍼센트 및 패턴의 인필로 강도를 크게 향상시킬 수 있습니다. (에 따라.

채우기 패턴과 밀도는 인쇄 시간에 어떤 영향을 줍니까?

채우기 비율과 패턴을 변경하면 강도, 재료 사용, 인쇄 시간 및 개체 성능의 기타 측면에 영향을 줄 수 있습니다. 강도가 증가할 때마다 일반적으로 비용과 인쇄 시간을 희생해야 합니다.

채우기 비율과 패턴을 성공적으로 사용하는 열쇠는 너무 약함과 너무 비싼 것 사이에 있는 스위트 스팟을 찾는 것입니다. 이것이 비용과 인쇄 시간을 최소화하고 강도를 최대화하는 유일한 방법입니다.

다양한 밀도, 패턴, 스타일 및 방향으로 채우기 설정을 사용자 정의하는 것은 어려울 수 있지만 작업에 적합한 것을 사용하면 인쇄가 엉뚱한 일이 될 수 있습니다.

인쇄할 때 가장 빠른 Infill은 무엇입니까?

인쇄하기에 가장 간단한 채우기 패턴, 따라서 가장 빠른 패턴은 "선" 채우기입니다. 또한 다른 패턴에 비해 인쇄 시간을 크게 단축하고 개체에 적절한 강도를 제공한다는 유일한 이유 때문에 가장 인기 있는 패턴이기도 합니다.

인화 강도에 영향을 줄 수 있는 추가 요소

이 기사는 주로 채우기 패턴에 초점을 맞출 수 있지만 필라멘트 유형, 필라멘트 품질, 부품이 실제로 인쇄되는 방식, 둘레 수, 레이어 높이, 등등.

필라멘트 유형

수십 개의 서로 다른 필라멘트(PLA, ABS, PETG, HIPS, 폴리카보네이트, 나일론 등)가 있으며 모두 장단점이 있습니다.

예를 들어 PLA는 인쇄하기가 매우 쉽지만 고온을 견디지 못하므로 야외에서 인쇄할 때 사용해서는 안 됩니다.

나일론은 내구성이 매우 뛰어나기 때문에 기어를 인쇄하는 데 환상적인 필라멘트로 알려져 있으며, 폴리카보네이트는 인장 강도 측면에서 가장 강한 필라멘트입니다.

기본적으로 사용 목적에 따라 재료를 선택해야 합니다.

필라멘트 품질

오늘날 대부분의 필라멘트 유형은 품질 이상으로 만들어지지만 평판이 좋은 브랜드의 필라멘트 스풀을 구입하면 성공적으로 인쇄하고 너무 빨리 실패하지 않고 기능하는 인쇄물을 얻을 가능성이 높아집니다.

한 가지만 유의하세요. 필라멘트는 특히 습기를 흡수하면 쉽게 손상될 수 있습니다. 대부분의 필라멘트가 순식간에 처리할 것이므로 보관 방법과 적절하게 관리하는 방법을 배워야 합니다.

자세한 내용은 필라멘트가 상했는지 확인하는 방법, 보관 방법, 습기를 흡수한 필라멘트를 건조하는 방법에 대해 작성한 이 게시물을 확인하세요.

인쇄 방향

이 사실을 처음 알았을 때 놀랐다고 해야 할까요... 생각해보면 너무 당연한 일인데도 말이죠!

3D 인쇄의 약점은 항상 레이어 선입니다. 즉, 개체를 세로로 인쇄하면(기본적으로 레이어가 가로로 인쇄됨을 의미함) 모델을 가로로 인쇄할 때보다 강도면에서 훨씬 다른 결과를 얻을 수 있습니다. , 또는 측면에.

CNC Kitchen은 수직 방향과 수평 방향의 인쇄 후크를 비교했으며 전체적인 강도 차이의 결과는 매우 매력적이었습니다.

후크를 세로로 인쇄하는 것은 층이 가로로 인쇄되는 것을 의미하며, 후크를 당기는 힘을 가하면 층의 접착력이 훨씬 약해지기 때문에 가로로 인쇄한 것보다 훨씬 쉽게 끊어집니다. ).

이것은 항상 모델을 측면에 인쇄해야 한다는 것을 의미하는 것이 아니라 모델의 용도가 무엇인지 생각하고 적용되는 힘이 모델과 동일한 방향이 되도록 인쇄하십시오. 필라멘트.

둘레의 수

둘레는 인쇄물의 바깥쪽, 즉 우리가 보는 부분이며, 채우기는 인쇄물이 무너지지 않도록 안쪽에 있습니다.

쉘이라고도 하는 둘레는 강도에 큰 영향을 미치며, 사실 대부분의 경우 채우기보다 훨씬 더 중요합니다. 둘레를 추가하는 것만으로도 10%-15% 충전재를 추가하는 것과 같은 양만큼 인쇄물의 강도를 높일 수 있습니다.

레이어 높이

일반적으로 층 높이가 낮을수록 접착력이 높아집니다. 레이어 선에 수직으로 프린트를 잘라서 열면 레이어 높이가 정말 두꺼운 경우 필라멘트 레이어 사이에 눈에 띄는 틈이 생겨 부품이 약해집니다.

반면에, 더 낮은 레이어 두께는 모든 다른 레이어가 적절하게 접착되도록 합니다. 그러나 이것은 0.1mm 미만으로 내려가면 인쇄물의 강도가 떨어지기 때문에 어디까지나 한계입니다.

기본적으로 가장 강한 레이어 높이는 0.1mm 또는 0.12mm이며 이 값보다 높거나 낮으면 인쇄물의 강도가 낮아집니다.

3D 프린트의 강도를 높이는 방법은 무엇입니까?

레이어 높이, 채우기 비율, 다른 방향으로 개체 인쇄 및 방금 언급한 모든 단계를 조정하는 것 외에도 전체 인쇄 개체를 유리 전이 온도로 가열하여 인쇄를 어닐링할 수도 있습니다. 필라멘트의 분자 구조를 변화시키고 층이 더 잘 접착되도록 도와주는 "녹는" 것입니다.

어닐링 프로세스의 작동 방식에 대해 자세히 알아보려면 이 문서를 확인하세요.

요약:다양한 인쇄 유형에 대한 채우기

이 모든 정보는 앞에서 이미 언급했지만 인쇄할 개체 유형에 따라 사용해야 하는 채우기 비율과 패턴에 대한 간략한 설명입니다.

강하고 저항력이 필요한 부품

채우기 패턴: 입방체, 입방체 세분화, 옥텟, 1/4 입방체, 자이로이드
채우기 비율: 50-75%

일반 인쇄

채우기 패턴: 그리드, 삼각형, 삼각형
채우기 비율: 15-50%

모델, 피규어 및 미니어처

채우기 패턴: 선, 지그재그
채우기 비율: 0-15%

유연한 인쇄

채우기 패턴: 동심, 교차, 교차 3D
채우기 비율: 0-100%(부드러움에 대한 선호도에 따라 다름)

결론

내가 언급했듯이 가장 강한 채우기 패턴은 직선과 벌집 모양이며, 후자는 인장 강도 측면에서 강하지 않지만 다른 모든 측면에서 더 강합니다.

인쇄물의 강도와 저항에 영향을 미치는 다른 많은 요소가 있음을 잊지 마십시오. 이 요소도 염두에 두십시오!

이 정보가 도움이 되었기를 바랍니다!

좋은 하루 되세요!