Pola Infill Cetakan 3D Terbaik: Mana yang Memberi Kekuatan Tertinggi?

Pola infill mengikuti struktur interior dari bagian yang dicetak 3D dan memiliki efek signifikan pada waktu cetak, konsumsi filament, fleksibilitas, kekuatan, bobot, dan kegunaan bagian Anda.

Sebagian besar orang membuat kesalahan dengan mengasumsikan bahwa faktor-faktor ini hanya tergantung pada jumlah shell/perimeter dan kepadatan infill, namun, ada alasan yang bagus mengapa Cura menawarkan 13 pola infill berbeda karena ada banyak hal yang harus dipertimbangkan saat memilih pola infill untuk bagian tertentu.

Pola infill memiliki keuntungan, tetapi juga kerugian. Ada faktor penting yang harus dipertimbangkan saat memilih pola untuk bagian Anda, seperti kekuatan, durasi cetak, dan fleksibilitas produk akhir. Properti-properti berbeda ini dapat membuat satu pola lebih diinginkan daripada yang lain tergantung pada apa yang Anda niatkan lakukan dengan bagian tersebut setelahnya.

Dalam artikel ini, saya akan membahas berbagai pola infill yang tersedia, kapan harus menggunakannya (tergantung pada kekuatan yang diperlukan oleh cetakan), bagaimana membuat cetakan 3D lebih kuat, dan banyak lagi!

Singkatnya; Kombinasi pola rectilinear dengan infill 100% menunjukkan kekuatan tarik tertinggi dengan nilai 36.4 Mpa. Ini hanya benar, namun, jika gaya yang diterapkan mengikuti arah yang sama dengan lapisan infill. Untuk sebagian besar cetakan, pola terkuat secara keseluruhan adalah honeycomb dengan infill sekitar 50%.

Sumber informasi ini dapat ditemukan dalam studi 2016 di sini.

Sekarang, tanpa basa-basi lagi, mari kita mulai!

Pola infill yang berbeda dan penggunaannya

Apa jenis pola yang Anda pilih harus tergantung pada kebutuhan dari bagian tertentu. Jadi, di sini adalah 13 pola infill yang saat ini ditawarkan oleh Cura dan kita akan secara singkat membahas keuntungan, kekurangan dan alasan untuk menggunakan masing-masing.

Pola infill Kekuatan Rendah (Lines, Zig-Zag)

Kepadatan infill umum: 0-15%

Lines: Pola infill lines adalah pola infill 2D dan seperti yang namanya sapunya, terdiri dari lapisan garis horizontal. Semua garis dalam lapisan yang sama memiliki arah yang sama, tetapi sudut antara garis dari lapisan yang berurutan adalah 90 derajat. Dengan kata lain, garis horizontal ini dicetak sepanjang sumbu X dan Y dari bidang 2D.

Pola infill lines direkomendasikan untuk mencetak objek uji dan prototype karena mengonsumsi lebih sedikit bahan dan memiliki waktu cetak yang lebih cepat daripada pola lainnya. Ini berarti bagian-bagian ringan dan dapat terapung di air. Ini juga cocok untuk mencetak objek hias seperti figurine, dan model.

Cetakannya cukup kuat saat ditekan dari sisi tetapi karena tidak ada dukungan struktural sepanjang sumbu Z, mereka tidak mendukung banyak gaya secara vertikal. Ini membuat pola ini tidak cocok untuk bagian yang dimaksudkan untuk mengalami bahkan gaya mekanis sedang.

Zig-Zag: Pola infill zig-zag cukup mirip dengan pola infill lines dan memiliki keuntungan dan kekurangan yang sama, serta kasus penggunaan yang sama.

Perbedaannya hanya pada cara lapisan garis dicetak. Dalam pola infill lines, satu lapisan memiliki lebih dari satu garis dan ini tidak terhubung satu sama lain sementara dalam pola infill zig-zag, satu lapisan terdiri dari hanya satu garis berkelanjutan. Perbedaannya hanya dapat terlihat dengan melihat tepi kedua pola infill.

Pola infill Kekuatan Sedang (Grid, Triangles, Tri-hexagon)

Kepadatan infill umum: 15-50%

Gird: Pola infill grid mirip dengan pola infill lines, namun, setiap lapisan terdiri dari garis yang dicetak sepanjang sumbu X dan Y. Ini berarti garis pada lapisan yang sama tampak memiliki sudut 90 derajat di antaranya. Ini membuat lapisan terlihat seperti grid, dan karena itu, tidak seperti pola infill lines, satu lapisan dapat memiliki kekuatan dalam dua dimensi.

Pola infill gird lebih kuat tetapi mengonsumsi lebih banyak bahan dan memiliki waktu cetak yang lebih lambat dibandingkan dengan pola infill lines dan zig-zag.

Triangles: Pola infill triangles terdiri dari segitiga yang digabungkan bersama untuk membentuk lapisan yang kemudian ditumpuk secara vertikal. Tidak seperti tiga pola sebelumnya, di mana garis hanya dicetak dalam dua arah di bidang XY, pola triangle berisi garis yang dicetak dalam tiga arah. Ini memberikan kekuatan yang seragam dalam setiap arah dan lebih tahan terhadap gaya luar.

Catat bahwa jika Anda perlu permukaan halus, Anda harus menambah jumlah lapisan luar atau shell.

Tri-hexagon: Pola infill tri-hexagon adalah pola 2D yang kuat yang mirip dengan pola triangles. Garis di setiap lapisan juga dicetak dalam tiga arah di bidang XY tetapi sedemikian rupa sehingga enam segitiga tampak digabungkan bersama untuk membentuk hexagon yang terhubung untuk membentuk lapisan.

Pola Infill Kekuatan Tinggi (Cubic, Cubic subdivision, Octet, quarter cubic, gyroid)

Kepadatan infill umum:  >50%

Cubic:  Pola infill cubic adalah pola infill 3D yang kuat yang terdiri dari kubus yang ditumpuk yang miring dengan sudut 45 derajat di sekitar sumbu X dan Y. Ini memberikan ilusi bahwa mereka terlihat seperti segitiga.

Pola infill cubic cukup kuat karena dapat menahan tekanan yang diterapkan pada objek dari semua arah, tetapi membutuhkan lebih banyak bahan dan memiliki waktu cetak yang lebih lambat. Ini dapat digunakan untuk mencetak bagian mekanis fungsional.

Cubic (Subdivision): Pola Cubic Subdivision cukup mirip dengan pola Cubic dan memiliki kekuatan dan kasus penggunaan yang sama, tetapi membutuhkan lebih sedikit bahan untuk dicetak. Ini dicapai dengan membuat kubus yang lebih besar di tengah cetakan, dan dengan cara ini bahan dihemat di mana infill tidak mengalami tekanan eksternal yang signifikan.

Namun, pola infill ini lebih memakan waktu untuk dislice daripada pola infill lainnya.

Octet: Pola infill octet mirip dengan pola cubic kecuali bahwa daripada terlihat seperti segitiga dengan kemiringan yang meningkat, terlihat seperti persegi. Objek yang memiliki pola infill octet cukup kuat, dapat bertahan terhadap tekanan dari semua sisi, dan memiliki kemampuan untuk melakukan fungsi mekanis.

Quarter Cubic: Pola infill quarter cubic mirip dengan pola 3D lainnya seperti cubic dan octet dan memiliki kekuatan serta kasus penggunaan yang sama. Anda dapat menggunakannya pada model 3D bahkan ketika perimeter sangat tipis.

Gyroid: Pola infill gyroid terlihat luar biasa dan juga memiliki rasio kekuatan terhadap bobot tertinggi. Struktur berlubangnya menjadikannya padat yang dapat melewatkan (dapat mengizinkan cairan atau gas untuk melalui). Waktu cetak dan penggunaan bahan optimal, tetapi pastikan untuk melakukan beberapa pengujian jika Anda ingin mencetak dengan kepadatan infill rendah karena struktur Gyroid memerlukan support dan harus dicetak dengan kepadatan infill yang relatif tinggi.

Pola Infill Fleksibel (Concentric, Cross, Cross 3D)

Kepadatan infill umum: 0-100% (Bergantung pada seberapa lentur Anda ingin cetakan).

Concentric: Pola infill concentric berisi garis concentric yang mirip dengan bentuk objek (garis pinggir). Objek-objek fleksibel dan dapat diputar tanpa mengalami kerusakan atau deformasi signifikan pada bentuk keseluruhan. Pola ini mengonsumsi jumlah filament yang relatif rendah dan memiliki waktu cetak cepat.

Namun, hanya cocok untuk mencetak objek fleksibel dan kekurangan kekuatan horizontal.

Cross: Pola infill cross dicetak sedemikian rupa sehingga terlihat terbuat dari silang yang indah dan memiliki ruang kosong yang memungkinkan cetakan untuk bertahan terhadap putaran dan lengkungan yang signifikan.

Kekurangannya adalah tidak ada dukungan struktural untuk melawan gaya yang diberikan secara horizontal pada objek.

Cross 3D: Pola infill cross 3D mirip dengan pola Cross tetapi dicetak sedemikian rupa sehingga saat cetakan tumbuh, garis bergerak dengan kemiringan. Ini lebih mudah dicetak dan ideal untuk mencetak objek yang lembut dan fleksibel. Kekurangannya adalah lemah dan memerlukan lebih banyak waktu untuk dislice.

Pola infill mana yang paling kuat?

Banyak orang yang telah menggunakan printer 3D cenderung merekomendasikan Honeycomb (Cubic) sebagai pola infill terkuat karena-, sementara lebih lemah dalam arah gaya yang diterapkan, sebenarnya lebih kuat daripada pola lainnya karena setara kuat dalam setiap arah karena setiap sel kecil honeycomb sekuat seluruh struktur.

Mekanisme heksagonal dalam sel honeycomb terstruktur untuk menyebarkan dan mendistribusikan gaya, dan daripada memiliki gaya terpusat pada hanya satu atau dua titik, pola honeycomb menyebarkan gaya tersebut atas area yang lebih luas. Dengan mendistribusikan ulang gaya ke semua bagian struktur, honeycomb lebih mampu menangani gaya mekanis umum daripada pola lainnya.

Pola infill honeycomb (Cubic) membuat cetakan kuat dan kaku, bahkan dalam cetakan padat besar. Kekuatan yang ditingkatkan memungkinkan Anda untuk membuat bagian dengan struktur besar dan yang memiliki banyak properti mekanis yang menguntungkan dibandingkan dengan pola infill lainnya.

Dari sudut pandang teoritis, pola infill rectilinear adalah pola terkuat, jika gaya yang diterapkan berada dalam arah garis dari lapisan infill, yaitu. Jika tidak, ini adalah pola yang relatif lemah, tetapi juga sangat efisien dalam hal penggunaan plastik, dan oleh karena itu mencetak sekitar 30% lebih cepat daripada honeycomb.

Singkatnya; Pola infill terkuat untuk sebagian besar situasi adalah pola honeycomb (Cubic) karena mampu mendistribusikan gaya yang datang dari setiap arah melalui seluruh struktur. Pola Rectilinear adalah yang paling kuat secara mutlak, namun hanya jika gaya diterapkan dalam arah yang sama dengan infill.

Bagaimana kepadatan infill mempengaruhi kekuatan dan kisaran kepadatan yang baik?

Faktor lain dari kekuatan adalah kepadatan infill, karena semakin padat persentase infill, semakin kuat bagian tersebut.

Jika Anda mempertimbangkan kekuatan sebuah objek, ini secara terkait dengan struktur: Semakin besar persentase infill semakin banyak bahan di tengah bagian untuk ditangani oleh gaya eksternal, dan oleh karena itu, semakin kuat resistensinya terhadap retakan.

Karena memberikan struktur yang paling kokoh dan andal, infill 100% adalah yang terbaik. Namun, pencetakan akan memakan waktu lebih lama karena jumlah bahan yang digunakan, dan juga akan lebih mahal karena memerlukan lebih banyak filament daripada alternatif infill yang lebih rendah.

Banyak orang puas dalam sebagian besar kasus dengan kepadatan infill 20-50%, yang memberikan hasil terbaik dengan sebagian besar pola infill dan Anda akan terkejut untuk mengetahui bahwa persentase filament 50% mungkin sudah memberikan Anda kekuatan yang sama dengan 100%, atau sangat dekat, dalam beberapa kasus.

Jangan harapkan peningkatan drastis dalam kekuatan setelah meningkatkan kepadatan infill melebihi 50% karena ini adalah tempat Anda akan mulai mendapatkan pengurangan pengembalian yang signifikan. Semakin tinggi persentase filament, semakin tidak efektif peningkatannya.

Pungkin tidak perlu mencetak bagian Anda di atas 75% kepadatan infill karena itu hanya membuang filament tambahan dan membuat bagian lebih berat, kecuali Anda mencetak gigi gigi.

Tips pro: Optimalkan orientasi garis infill untuk membuat cetakan lebih tahan terhadap tekanan: Orientasi default dari garis infill adalah 45°, dan Anda dapat melakukan perbaikan signifikan dalam kekuatan dengan persentase dan pola infill yang sama hanya dengan menyesuaikan orientasi garis infill dengan cara tertentu (bergantung.

Bagaimana pola infill dan kepadatan mempengaruhi waktu cetak?

Mengubah persentase infill dan pola dapat mempengaruhi kekuatan, penggunaan bahan, waktu cetak, dan aspek lainnya dari kinerja objek Anda. Setiap peningkatan kekuatan biasanya berarti Anda harus mengorbankan biaya dan waktu cetak.

Kunci untuk menggunakan persentase infill dan pola dengan sukses adalah menemukan titik manis yang berada di antara terlalu lemah dan terlalu mahal. Ini adalah satu-satunya cara untuk meminimalkan biaya dan waktu cetak dan memaksimalkan kekuatan.

Terkadang sulit untuk menyesuaikan pengaturan infill dari kepadatan, pola, gaya, dan orientasi yang berbeda, tetapi saat Anda menggunakan yang tepat untuk pekerjaan Anda, pencetakan dapat menjadi sangat mudah.

Apa yang merupakan Infill tercepat untuk dicetak?

Pola infill paling sederhana untuk dicetak, dan oleh karena itu yang tercepat, adalah pola infill “lines”. Ini juga yang paling populer dengan satu alasan saja yaitu itu mengurangi waktu cetak secara signifikan dibandingkan dengan pola lainnya dan masih memberikan kekuatan yang cukup baik pada objek.

Faktor tambahan yang dapat mempengaruhi kekuatan cetakan

Sementara artikel ini mungkin terutama difokuskan pada pola infill, ada beberapa faktor tambahan yang dapat mempengaruhi kualitas cetakan, seperti jenis filament, kualitas filament, bagaimana bagian sebenarnya dicetak, jumlah perimeter, ketebalan lapisan, dan banyak lagi.

Jenis Filament

Ada puluhan jenis filament berbeda (PLA, ABS, PETG, HIPS, Polycarbonate, Nylon, dan banyak lagi) dan semuanya memiliki kelebihan dan kekurangan masing-masing.

PLA, misalnya, sangat mudah dicetak tetapi tidak dapat menahan suhu tinggi dan tidak boleh digunakan untuk membuat cetakan yang akan Anda biarkan di luar ruangan.

Nylon dikenal sebagai filament yang luar biasa untuk mencetak gigi gigi karena sangat tahan, dan polycarbonate adalah filament terkuat dari segala, sejauh kekuatan tarik.

Esensialnya, Anda akan perlu memilih bahan sesuai dengan tujuannya.

Kualitas Filament

Sementara sebagian besar jenis filament saat ini dibuat lebih dari cukup baik, memastikan untuk mendapatkan gulungan filament dari merek terkemuka akan meningkatkan peluang Anda untuk mencetak dengan sukses dan memiliki cetakan yang akan fungsional tanpa gagal terlalu cepat.

Catat satu hal: Filament dapat dengan mudah rusak, terutama jika menyerap kelembapan, yang sebagian besar filament akan lakukan dan dalam waktu singkat, jadi Anda harus belajar cara menyimpan dan merawatnya dengan benar.

Untuk mengetahui lebih lanjut, periksa postingan ini yang kami tulis tentang cara mengetahui apakah filament sudah rusak, cara menyimpannya, dan cara mengeringkan filament yang telah menyerap kelembapan.

Orientasi Cetak

Saat pertama kali menemukan ini, saya harus mengakui bahwa saya terkejut… meskipun itu sangat jelas setelah Anda memikirkannya!

Titik lemah dari cetakan 3D selalu adalah garis lapisannya, yang berarti mencetak objek secara vertikal (yang pada dasarnya berarti lapisan akan dicetak secara horizontal) akan menghasilkan hasil kekuatan yang sangat berbeda dibandingkan jika Anda mencetak model secara horizontal, atau di sisi.

CNC Kitchen melakukan perbandingan antara mencetak kait dalam orientasi tegak dan dalam orientasi horizontal dan hasilnya dalam perbedaan kekuatan secara keseluruhan cukup menarik:

Karena mencetak kait secara vertikal berarti lapisan dicetak secara horizontal, dan perlekan lapisan akhirnya jauh lebih lemah saat diberikan gaya tarik pada kait, akhirnya pecah jauh lebih mudah daripada yang dicetak secara horizontal (dengan hanya setengah gaya yang diterapkan).

Ini tidak berarti Anda harus selalu mencetak model Anda di sisi, melainkan pikirkan tentang apa yang akan digunakan model tersebut dan cetak sedemikian rupa sehingga gaya yang diterapkannya akan berada dalam arah yang sama dengan filament.

Jumlah Perimeter

Perimeter adalah bagian luar dari cetak, bagian yang kita lihat, sementara infill di dalam untuk mencegah cetakan runtuh.

Perimeter, juga dikenal sebagai shell, memiliki dampak besar pada kekuatan, sebenarnya jauh lebih penting daripada infill dalam sebagian besar kasus; Hanya menambahkan satu perimeter tambahan dapat meningkatkan kekuatan cetakan dengan jumlah yang sama seperti menambahkan 10%-15% infill.

Layer Height

Secara umum, semakin rendah ketebalan lapisan, semakin banyak perlekan yang akan terjadi. Jika Anda membuka cetakan secara tegak lurus terhadap garis lapisan, jika dicetak dengan ketebalan lapisan yang sangat tebal, akan ada jarak yang terlihat antara lapisan filament, yang akan melemahkan bagian.

Di sisi lain, ketebalan lapisan yang lebih rendah akan memastikan bahwa semua lapisan berbeda melekat dengan benar. Namun, ini hanya sampai pada titik tertentu, karena di bawah 0.1mm akan menurunkan kekuatan cetakan.

Esensialnya, ketebalan lapisan terkuat adalah 0.1mm atau 0.12mm, di atas atau di bawah nilai ini akan menurunkan kekuatan cetakan.

Bagaimana meningkatkan kekuatan cetakan 3D?

Selain menyesuaikan ketebalan lapisan, persentase infill, mencetak objek dengan orientasi berbeda, dan semua langkah yang baru saja saya sebutkan, Anda juga dapat melakukan annealing, yang terdiri dari memanaskan seluruh objek yang dicetak ke suhu transisi kaca sehingga sedikit “meleleh”, yang mengubah struktur molekular filament dan juga membantu lapisan melekat lebih baik.

Jika Anda ingin mempelajari lebih lanjut tentang cara kerja proses annealing, periksa artikel ini.

Ringkasan: Infill untuk berbagai jenis cetakan

Saya telah menyebutkan semua informasi ini sebelumnya, tetapi di sini hanya ringkasan cepat tentang persentase dan pola infill apa yang harus Anda gunakan tergantung pada jenis objek yang akan Anda cetak.

Bagian yang perlu kuat dan tahan

• Pola Infill: Cubic, cubic subdivision, octet, quarter cubic, gyroid
• Persentase Infill: 50-75%

 Cetakan reguler

• Pola Infill: Grid, triangles, tri-hexagon
• Persentase Infill:  15-50%

Model, figurine, dan miniatur

• Pola Infill: Lines, zig-zag
• Persentase Infill: 0-15%

 Cetakan fleksibel

• Pola Infill: Concentric, cross, cross 3D
• Persentase Infill: 0-100% (tergantung pada preferensi Anda untuk lentur)

Kesimpulan

Seperti yang saya sebutkan, pola infill terkuat adalah rectilinear dan honeycomb, dengan yang terakhir tidak sekuat dalam hal kekuatan tarik tetapi lebih kuat dalam segala hal lainnya.

Jangan lupa bahwa ada banyak faktor lain yang mempengaruhi kekuatan dan ketahanan cetakan Anda, jangan lupa untuk mempertimbangkan hal-hal ini juga!

Saya harap informasi ini berguna!

Semoga harimu menyenangkan!

Lihat bagian produk kami yang direkomendasikan

Kami membuat bagian produk yang direkomendasikan yang akan memungkinkan Anda untuk menghilangkan teka-teki dan mengurangi waktu yang dihabiskan untuk meneliti printer, filament, atau upgrade mana yang harus dibeli, karena kami tahu bahwa ini bisa menjadi tugas yang sangat menakutkan dan yang umumnya menyebabkan banyak kebingungan.

Kami telah memilih sejumlah printer 3D yang kami pertimbangkan baik untuk pemula, menengah, bahkan pakar, sehingga membuat keputusan lebih mudah, dan filament, serta upgrade yang tercantum, semuanya telah diuji oleh kami dan dipilih dengan hati-hati, jadi Anda tahu bahwa mana pun yang Anda pilih akan bekerja sesuai harapan.