3D 列印筆記 - 填充樣式、密度與強度的關聯
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依據應用場合,3D 列印零件的強度要求不同,在使用 Cura 切片軟體時,我常陷入 Infill 不知怎麼調強度才夠的困擾。
不需承重或對抗扭力的物品比較簡單,Infill 設 10%,樣式設 Triangle 就好。但如果是支撐或固定用途零件,Infill 設太低用沒幾下就受損破裂;設太高,一來浪費材料,二則輸出時間往往兩三倍起跳。
做點功課整理資料,才不會每次都陷入迷惘。
填充樣式整理
參考來源:The Best Cura Infill Pattern (for Your Needs) | All3DP
Cura 3.6 的 13 種填充樣式,可分為四大類
觀賞用模型(低強度,密度 0-15%)
- Lines
力求減輕重量並縮短輸出時間
標準(中強度,密度 15-50%)
強度比 Lines 高 35%
- Grid
複雜度較低,速度快 - Triangles
對與物件表面垂直的負載有不錯的強度,特別適用薄的矩型物件 - Tri-Hexagon
六角結構能有效提供既有材料的強度,在面與面之間的連結線較短,能減少列印冷卻不佳造成彎曲
功能性零件(高強度,密度 > 50%)
- Cubic
由立方體堆疊排列組成 - Cubic Subdivision
Cubic 改良版,可減少耗用材料 - Octet
由金字塔形堆疊而成 - Quarter Cubic
類似 Cubic,有金字塔對半翻轉交疊組合 - Gyroid
波浪片狀交疊而成,對各方向都具有不錯的強度。適合受力來自多個方向的物件
彈性物件(密度 0-100%,視你希望的可擠壓程度而定)
- Concentric
漣漪狀 - Cross
十字箭頭 - Cross 3D
十字箭頭,隨高度向斜方向位移
圖例:
圖片來源:3D Print Infill Patterns Explained
填充樣式強度實測
參考資料:YouTube 影片:填充樣式與強度實驗
列印耗時
強度測試(藍色為垂直方向承受壓力上限,橘色為橫向)
填充密度
How to Use 3D Print Infill Settings - Increase Strength, Save Filament
- 增加 Shell (牆)的厚度可以換取較低的填充密度卻又不損失強度,降低整體列印時間、線材成本及失敗機率。
- 50% 填充率大約比 25% 填充率強度提高 25%,但填充率從 50% 提升到 75%,強度大約只會再提高 10%
如何達到最大強度?
影片結論:不要一昧衝高填充率,實驗裡最高記錄由六層壁厚配 15% 填充率創下,打敗兩層壁厚 100% 填充。需要高強度的一般應抓 4 層壁厚配 50% 填充率通常就很夠了。
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