填充

填充指的是3D打印零件内部的格栅结构，在强度、材料效率和打印时间之间取得平衡。与实心零件不同，填充可以在保持结构完整性的同时减少重量和耗材。关键考虑因素包括 几何形状, 机械要求，和 材料特性.

填充密度与应用

密度指南

• 装饰/原型零件: 8–15% – 在保持基本形状的同时最小化材料使用。

• 功能性/机械零件: 20–40% – 为运动组件或承载表面提供结构支撑。

• 高强度零件: ~50% – 适用于工具、连接件或承受重复应力的零件。

• 特殊情况:

  • 0%：如果外壳提供足够的刚性，则适用于薄壁物体（例如外壳）。

  • 99%：保留用于像枪械框架这类小众应用，优先考虑密度而非效率。

收益递减：超过50%的填充很少显著提高强度，但会增加打印时间和材料消耗。

几何考虑

• 薄壁零件：填充影响最小；应优先考虑 外壳厚度 （例如，3–4层墙）。

• 大型/厚重模型：更高的填充（20–50%）可防止下垂并确保层间粘合。

填充图案与性能

常见图案

• 网格：打印速度快且强度适中；在重叠线处易发生喷嘴堵塞。

• 三角形：在速度和方向性强度之间取得平衡；适合通用打印。

• 漩涡（Gyroid）：各向同性强度和抗振性；打印较慢但避免方向性弱点。

• 立方细分：用于均匀分布载荷的3D网格结构；适合复杂应力点。

• 闪电（Lightning）：超低密度（5–10%）并带有战略性支撑；优先速度而非耐久性。

图案选择:

• 速度：网格、三角形、闪电。

• 强度：漩涡、立方、八面体（Octet）。

• 美观：同心图案（在半透明打印件中可见）。

高级填充参数

填充重叠

• 范围: 8–12% 与外壳墙的重叠可确保粘合而不会出现明显线条。

• 权衡：较高的重叠（>15%）有造成表面瑕疵的风险；较低的值（<5%）会削弱外壳与填充的粘合。

层厚

• 默认：与整体层高度相匹配（例如，0.2mm）。

• 优化：对于大型模型，可增加填充层厚（例如，0.3mm）以减少打印时间。

打印顺序

• 先填充后墙体：减少“静脉状”表面纹理，但可能损害尺寸精度。

• 先墙体后填充：默认设置，优先表面质量。

填充问题排查

• 顶部表面凹坑：增加填充密度（≥20%）或添加 顶层 （4–6层）。

顶层层数过少或填充过低的打印会导致“凹坑”外观

• 可见填充：减少重叠，增加外壳墙（≥3），或使用 适合半透明的图案 （例如，漩涡）。

• 层间粘合弱：调整填充图案（例如使用漩涡以获得各向同性强度）或提高喷嘴温度。

填充优化的实用工作流程

1. 评估零件要求:

   • 确定载荷方向（例如垂直与侧向）。

   • 识别关键表面（顶部/底部与侧面）。

2. 校准设置:

   • 从以下开始 15% 填充 用于原型；根据应力测试调整。

   • 使用 温度塔 和 填充密度测试 用于材料特定调整。

3. 后处理:

   • 打磨或涂覆半透明零件以掩盖填充可见性。

   • 使用以下方法加强高应力区域 局部填充密度 （取决于切片软件）。