充填(インフィル)

インフィルは、3Dプリント部品内の内部格子構造を指し、強度、素材効率、印刷時間のバランスを取ります。ソリッド部品とは異なり、インフィルは重量とフィラメントの使用量を削減しつつ構造的な一体性を維持します。主な考慮点には次が含まれます ジオメトリ, 機械的要求事項、および 材料特性.

インフィル密度と用途

密度ガイドライン

  • 装飾品/プロトタイプ部品: 8~15% – 基本形状を維持しながら材料使用を最小化します。

  • 機能的/機械的部品: 20~40% – 可動部品や荷重を受ける表面の構造的支持を提供します。

  • 高強度部品: ~50% – 繰り返し応力を受ける工具、コネクタ、部品に適しています。

  • 特殊ケース:

    • 0%: シェルが十分な剛性を提供する場合、薄肉のオブジェクト(例:エンクロージャ)で実行可能です。

    • 99%: 効率よりも密度を優先するようなニッチな用途(例:火器フレーム)に限定されます。

収穫逓減(Diminishing Returns): インフィルが50%を超えても強度が大幅に向上することはまれで、印刷時間と材料使用が増加します。

形状に関する考慮点

  • 薄肉部品: インフィルの影響は最小限;優先すべきは シェル厚さ (例:3~4周)。

  • 大きい/厚いモデル: たわみを防ぎ、層の接着を確保するために高めのインフィル(20~50%)が必要です。

インフィルパターンと性能

一般的なパターン

  • :強度と材料効率のバランスが良い。: 速い印刷で中程度の強度;重なり線でノズル詰まりが起こりやすい。

  • 三角形(Triangles): 速度と方向性の強度のバランス;汎用印刷に理想的。

  • ジャイロイド(Gyroid): 等方的な強度と振動耐性;印刷は遅めだが方向弱点を避ける。

  • 立方分割(Cubic Subdivision): 荷重を均等に分散する3Dグリッド構造;複雑な応力点に適する。

  • ライトニング(Lightning): 戦略的サポートを伴う超低密度(5~10%);耐久性より速度を優先。

:サポートをビルドプレートに接続された領域に限定し、材料使用量を削減します。:

  • スピード: グリッド、三角形、ライトニング。

  • 強度: ジャイロイド、立方、オクテット。

  • 美観: 同心円(半透明プリントで可視)。

高度なインフィルパラメータ

インフィルの重なり(Infill Overlap)

  • 範囲: 8~12% シェル壁との重なりは、目に見える線なしで結合を確保します。

  • トレードオフ: 重なりが高すぎる(>15%)と表面のアーティファクトが発生するリスクがあり、低すぎる値(<5%)はシェルとインフィルの接着を弱めます。

層の厚さ

  • デフォルト: 全体の層高さに合わせる(例:0.2mm)。

  • :有機的な形状に対して材料使用量が減り、取り外しが容易になります。: 大きなモデルではインフィルの層厚(例:0.3mm)を増やして印刷時間を短縮します。

印刷順序

  • インフィルを先に印刷(Infill Before Walls): 「筋状」の表面テクスチャを低減しますが、寸法精度を損なう場合があります。

  • インフィルを後に印刷(Infill After Walls): 表面品質を優先するデフォルト設定。

インフィルの問題のトラブルシューティング

  • 表面のへこみ(Pitted Top Surfaces): インフィル密度を増やす(≥20%)か、次を追加します トップレイヤー (4~6層)。

トップレイヤーが少なすぎるかインフィルが低すぎることにより「へこみ」のような外観になる
  • インフィルの可視化(Visible Infill): 重なりを減らす、シェルを増やす(≥3)、または次を使用します 半透明対応パターン (例:ジャイロイド)。

  • 層間結合の弱さ(Weak Layer Bonding): インフィルパターンを調整する(例:等方性強度のためのジャイロイド)か、ノズル温度を上げます。

インフィル最適化の実用ワークフロー

  1. 部品要件を評価する:

    • 荷重方向を決定する(例:垂直か横方向か)。

    • 重要な面(上面/下面と側面)を特定する。

  2. 設定をキャリブレーションする:

    • まずは 15%のインフィル をプロトタイプ用に;応力試験に基づき調整します。

    • を15–20%に。 温度タワー(temperature towers) および インフィル密度テスト 材料固有の調整のために。

  3. 後処理:

    • 半透明部品は研磨やコーティングでインフィルの視認性を隠します。

    • 高応力箇所を強化するには 局所的なインフィル密度 (スライサー依存)。

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