Печать с разными паттернами и плотностями заполнения (infill): пошаговое руководство

Интересовались ли вы, можно ли использовать разные паттерны заполнения (infill patterns) и плотности (infill densities) в одной печати? Да, это возможно, и в этой статье подробно объясню, как это сделать.

Также расскажу, что такое infill, какие бывают паттерны, кратко о плотности заполнения и когда какой процент использовать.

Хотите сразу перейти к руководству по печати с разными плотностями и паттернами? Кликните по этой ссылке.

Начнём!

Что такое Infill (заполнение)?

Infill — мера плотности объекта, то есть сколько материала использовано для внутренней структуры. В слайсере можно задать форму/паттерн внутренней структуры (infill pattern). Правильный выбор настроек infill при слайсинге оптимизирует прочность, жёсткость, вес, ощущение, внешний вид, стоимость и время печати модели.

Два ключевых параметра infill: плотность (density) и паттерн (pattern).

Что такое плотность заполнения (Infill density)?

Плотность infill определяет, сколько материала пойдёт на внутреннюю структуру — от 0% до 100%. Количество расходуемого пластика сильно зависит от плотности (также называемой процентом заполнения). Прочность, жёсткость, вес, плавучесть, стоимость и длительность печати — все сильно зависят от плотности infill.

В Cura дефолт — 20%. Можно ставить 0–100%. При 100% объект полностью сплошной внутри, при 0% — полый.

Вес, прочность и время печати зависят от количества материала внутри: чем «пуще», тем легче, менее жёстко, более плавуче, дешевле и быстрее печатается, и наоборот.

Многие не знают: при слайсинге можно задать разную плотность infill в разных зонах модели — адаптировать процент заполнения в конкретных регионах, чтобы усилить там, где нужно, не тратя материал там, где не нужно.

Cura и большинство других слайсеров позволяют разные плотности и паттерны infill в одной детали. Эта техника называется переменная плотность заполнения (variable infill density).

Какой процент использовать?

Не все модели требуют одинаковую плотность и паттерн — зависит от назначения печати: миниатюре нужна одна плотность, крюку под нагрузку — совсем другая.

Плотность для моделей и миниатюр

Миниатюры или модели, не предназначенные для частого обращения, не требуют высокой прочности. Прочность периметров (внешних стенок) обычно достаточно для удержания веса и предотвращения деформации. Плотность можно ставить низкой — 5–15%, так как печати не должны выдерживать большие нагрузки.

Стоит отметить: 10–15% infill уже довольно прочно, даже для функциональных деталей.

Стандартные 3D-печати

Для моделей, выдерживающих вес и внешнее давление, используйте плотность 15–50%. Хороший баланс времени печати и расхода материала для обеспечения прочности.

Функциональные 3D-печати

Для полностью функциональных деталей нужна прочность под нагрузки. Обычно рекомендую ~50% infill для твёрдой качественной печати. Выше 50% даёт сильно убывающий прирост — обычно не оправдано.

Помните: плотность infill — лишь один фактор прочности. Паттерн также критически влияет на прочность.

Разные паттерны заполнения (Infill Patterns)

Форма внутренней структуры — infill pattern. В Cura 13 паттернов: от простых линий до сложных 2D и 3D структур. Разные паттерны эффективны для разных задач и неэффективны для других — поэтому их много, чтобы выбрать под каждый сценарий.

Краткий обзор основных паттернов:

Lines (Линии)

Линии по оси X или Y через слой. Дают прочность в 2D, хороши для быстрых печатей, но не выдерживают большие нагрузки. Минимальный расход материала и вес.

Honeycomb (Соты)

Одна из самых популярных структур — устойчива к силам со всех сторон. Подходит для умеренно прочных деталей при полувысокой скорости и умеренном расходе материала.

Grid (Сетка)

Похоже на Lines, но существенное отличие: Lines — однонаправленные линии в слое, Grid — двумерные линии в каждом слое.

Прочность только в 2D, как и Lines. Для деталей под специфическим типом нагрузки.

Triangles (Треугольники)

Перекрывающиеся треугольные линии, пересекающиеся в трёх точках в плоскости XY. Очень прочны в 2D, слабее по Z.

Tri-hexagon (Три-гексагон)

Линии с тремя ориентациями разной длины, образующие гексагоны между треугольниками. Прочность в 2D, неплохо для крепких печатей.

Cubic (Кубический)

Стопки кубов, наклонённых на 45° по X и Y — с любого угла выглядят как треугольники. 3D-структура превосходит 2D по общей прочности. Требует больше материала и времени.

Octet (Октет)

Похож на Cubic, но с квадратами вместо треугольников. Как Cubic, создаёт эстетичный вид. 3D-паттерн выглядит красиво и подходит для высокопрочных применений.

Gyroid (Гироид)

Странный вид, но если нравится — наверное, самый крутой паттерн. Поверхность из множества неправильных кривых линий, чьи края со временем пересекаются с другими кривыми. Проектан для оптимального баланса прочности, времени и материала.

Concentric (Концентрические)

Геометрия концентрических линий, заполняющих форму детали. Как кольца дерева. Каждый внутренний меньше предыдущего, затем снова растут от центра. Быстрая печать, мало материала — хорошо для прототипирования.

Как использовать разную плотность infill в одной печати

Cura позволяет разные плотности infill в одной детали — variable infill density. Выглядит пугающе, но просто.

Пример: печатаю вазу с дефолтным infill 20%, но основание хочу с 50% для прочности и стабильности (вес внизу).

1. Выделите модель. Появится панель инструментов слева. Выберите «Support Blocker» (блокер поддержки). Позволяет поставить блок на модели в нужном месте, который можно масштабировать. Зона, покрытая блоком — где меняем плотность infill.

2. Выделите блок, нажмите «Scale» (Масштаб). Снимите галочку «Uniform Scaling» (Равномерное масштабирование). Это позволяет расширять блок независимо по X, Y, Z. Растяните и разместите так, чтобы полностью покрыть нужную зону.

3. Выделите блок, нажмите «Per Model Setting» (Настройки для модели) слева. Выберите «Modify Settings for Overlaps» (Изменить настройки для перекрытий), затем «Select Settings» (Выбрать настройки). Найдите и отметьте «Infill Density». Слева появится опция изменения «Infill Density». Введите желаемое значение и слайсьте.

Использование разного паттерна infill в одной печати

Как Cura позволяет менять плотность в участках, так можно менять и паттерны. Тот же пример: ваза с кубическим паттерном у горлышка, остальное — дефолтный паттерн.

Шаги те же, но меняем настройку «Infill Pattern», а не «Infill Density».

1. Выделите модель. Панель слева. «Support Blocker». Поставьте блок на верхушке вазы.

2. Масштабируйте блок так, чтобы он полностью покрыл зону изменения настроек.
3. Выделите блок, «Scale», снимите «Uniform Scaling». Расширьте независимо по X, Y, Z. Увеличьте и поставьте на нужные координаты для полного покрытия зоны.

4. Выделите блок, «Per Model Setting» слева. «Modify Settings for Overlap», «Select Settings». Найдите и отметьте «Infill Pattern». Слева появится выбор «Infill Pattern». Меняйте на Cubic или любой другой, и слайсьте.

Можно ли иметь множество паттернов и плотностей по всей печати?

Cura дает свободу: столько паттернов и плотностей, сколько нужно. Просто создавайте столько Support Blocker-ов (кубов для настройки), сколько зон, и настраивайте параметры печати для каждого.

Не ограничено только infill — этой техникой можно твикать скорость печати, температуру, количество стенок, толщину стенок, верхние/нижние слои, перекрытие infill, поддержки и др.

Как только освоите основы слайсера, можно переходить к сложным настройкам. Variable infill density и паттерны — немного сложнее в настройке, но определенно стоит выучить.

Рекомендуемые продукты

Мы создали раздел рекомендуемых продуктов, чтобы убрать догадки и сократить время на поиск принтера, пластика или апгрейдов — мы знаем, как это может быть утомительно и приводить к путанице.

Мы отобрали несколько 3D-принтеров для новичков, продвинутых и экспертов, а также пластики и апгрейды — все протестированные и проверенные нами, так что любой выбор будет правильным.