Füllung für FDM-3D-Druck

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Mit FDM 3D gedruckte Teile sind nicht immer massiv. Vielmehr können mit dieser Druckmethode Teile mit unterschiedlichem Hohlraum hergestellt werden, um Druckzeit, Kosten und Gewicht des Teils zu steuern. Dies geschieht durch Ändern des Füllprozentsatzes eines Teils auf dem FDM 3D-Drucker. Andere 3D-Drucktechnologien verfügen nicht über diese Funktion, und um einen ähnlichen Effekt zu erzielen, muss die Füllung manuell in die CAD-Datei des Entwurfs eingefügt werden, bevor sie an den Drucker gesendet wird.

In diesem Artikel erläutern wir, was Füllmaterial ist und welche Vorteile es bietet. Außerdem erfahren Sie, welche Arten von Füllmustern es gibt und ob ein höherer oder niedrigerer Füllprozentsatz für Ihr Teil besser geeignet ist.

Was ist Infill?

Bei FDM besteht jede Schicht aus einer Begrenzung und einer Füllung. Die Begrenzung oder Schale ist die äußere Oberfläche, die am fertigen Teil sichtbar ist. Die Füllung ist die innere Struktur des Teils, die nicht sichtbar ist. Für die Füllung wird Filament in einem sich wiederholenden Muster extrudiert, das dazu beitragen kann, die Festigkeit eines Teils zu erhöhen.

Die Fülldichte kann zwischen 0 % (hohl) und 100 % (massiv) liegen und beeinflusst maßgeblich die Druckzeit, die Kosten und das Gewicht des Endteils. Indem Sie die Fülldichte Ihres Teils ändern, können Sie diese Aspekte Ihres Projekts besser steuern und sicherstellen, dass Sie Termine einhalten, im Budget bleiben und keine Abstriche bei der Teilefestigkeit machen.

Der Prozentsatz der benötigten Fülldichte kann auch von der Anwendung Ihres Teils abhängen. Beispielsweise kann die Schale eines Teils dicker gestaltet werden, um die Festigkeit des Teils für eine Umgebung mit hoher Belastung zu verbessern, für einige Designs kann jedoch eine dünne Schale erforderlich sein. Durch das Hinzufügen von Füllmaterial kann die Schale gestützt werden, sodass sie mehr Belastungen aushält, als wenn das Teil hohl wäre. Füllmaterial kann der Maschine auch dabei helfen, zuverlässiger über leeren Raum zu drucken, wodurch das Teil stabiler wird.

Zur schnellen Orientierung finden Sie hier eine Aufschlüsselung der niedrigeren und höheren Füllprozentsätze, die Sie bei der Bestimmung der für Ihr Teil erforderlichen Füllmenge berücksichtigen sollten:

Niedrigerer Füllprozentsatz

• Weniger Materialverbrauch
• Niedrigere Kosten
• Schnellere Druckzeit
• Geringeres Gewicht
• Mehr Transparenz mit klarem Filament
• Kann zerbrechlich sein (am besten für Modelle)

Höherer Füllanteil

• Mehr Material verwendet
• Höhere Kosten
• Längere Druckzeit
• Schwerer
• Stärkere Schnappverbindungen
• Schrauben haben mehr Halt und schaffen festere Verbindungen
• 100 % massive Füllung bietet höchste Festigkeit (am besten für Funktionsteile)

Idealerweise sollten Sie den Füllprozentsatz finden, der Ihrem Teil ausreichend Festigkeit verleiht, ohne es zu übertreiben, sodass Zeit und Kosten minimiert werden können.

Arten von Füllmustern

Wie oben erwähnt, besteht die Füllung aus einem sich wiederholenden Muster auf der Innenseite des Teils. Es gibt mehrere verschiedene Optionen für diese Muster und jede hat strukturelle Vorteile, die zur Stabilität Ihres Teils beitragen können. Hier sind die vier am häufigsten verwendeten Füllmuster:

Rechteckig

Ein rechteckiges Füllmuster ist bei vielen FDM-3D-Druckern die Standardeinstellung. Aufgrund seiner Blockstruktur und der senkrechten Schichten verleiht es Festigkeit in alle Richtungen und ist dennoch schnell zu drucken. Bei Verwendung dieses Füllstils sind nicht viele Überbrückungen über das Muster erforderlich.

Dreieckig

Dreieckige, auch als diagonale Füllung bezeichnete Füllungen werden verwendet, wenn die Festigkeit in Richtung der Teilewände erhöht werden soll. Eine höhere Festigkeit wird erreicht, weil die Linien, aus denen das Muster besteht, die Kraft in einem Winkel von 60° ausüben. Diese Art der Füllung dauert beim Drucken etwas länger als die standardmäßige rechteckige Füllung.

Bienenwabe

Waben- oder Sechseckfüllungen sind eine beliebte Füllungsart, die der rechteckigen Füllung insofern ähnelt, als sie in alle Richtungen Festigkeit verleiht. Das Drucken dauert etwas länger, ist aber für Teile von Vorteil, die eine höhere Festigkeit benötigen, als rechteckige Füllungen bieten können, wie z. B. Teile aus Kohlefaser .

Wackeln

Das Wiggle-Infill-Muster unterscheidet sich von den anderen drei in dieser Liste dadurch, dass es keine sich kreuzenden Linien zur Unterstützung verwendet. Vielmehr sieht das Wiggle-Infill wie Wellen- oder Zickzacklinien aus. Dieses Muster wird hauptsächlich für flexible Filamente verwendet, wie weicheres Nylon oder andere gummiartige Filamente, bei denen Teile so konstruiert sind, dass sie sich verdrehen oder zusammendrücken und eine Rückprallkraft aufweisen müssen. Dieses Infill kann senkrechten Wänden dennoch Halt geben.