Заполнение (infill): почему модель внутри не сплошная и почему это хорошо

Возьмите 3D-печатную фигурку в руки: она легче, чем кажется. Разрежьте, и внутри окажутся соты, а не сплошной пластик. Эта внутренняя структура называется заполнением (infill), и это не экономия на клиенте, а одно из самых умных решений в 3D-печати. Рассказываем, что такое заполнение, почему почти ничего не печатают сплошным и как процент влияет на прочность, вес и стоимость.

Что такое заполнение

FDM-принтер строит любой предмет как оболочку (внешние стенки плюс сплошные верхние и нижние слои), а пространство между стенками заполняет повторяющимся рисунком. Плотность этого рисунка и есть процент заполнения:

• 0 %, пустота. Есть только стенки, так печатают вазы.
• 15–20 %, стандарт для декора и моделей.
• 40–60 %, для деталей под нагрузкой и под винты.
• 100 %, сплошной пластик; используется редко и по конкретным причинам.

Основную работу делают стенки. Модель с тремя-четырьмя периметрами и заполнением 15 % удивительно прочна, потому что изгибу и удару сопротивляется в первую очередь оболочка, а не сердцевина.

Почему сплошная печать, это обычно плохая идея

Заполнение 100 % звучит как «премиум-вариант», но на практике деталь от этого чаще становится хуже:

• Печать намного дольше. Заполнить каждый кубический миллиметр, значит увеличить время печати до трёх раз по сравнению с 20 %.
• Расход материала гораздо больше. Больше пластика, выше цена, тяжелее посылка.
• Сильнее коробление и трещины. Массив пластика при остывании усаживается неравномерно, отрывает углы и расслаивает деталь. Решётка это напряжение гасит.
• Прирост прочности невелик. Переход с 20 % на 100 % удваивает расход материала, но прочность для большинства форм растёт куда меньше, чем вдвое. Ещё один периметр стенки часто даёт больше прочности на грамм.

Так что если студия печатает вашу модель с заполнением 15 %, это не экономия на вас, а настройка, которая даёт более качественную деталь.

Процент заполнения на практике

Заполнение	На ощупь	Для чего	Влияние на цену
0–5 %	Очень лёгкая, полая	Вазы, абажуры, крупные витринные оболочки	Минимальное
10–20 %	Лёгкая, но ощущается цельной	Фигурки, book nook, органайзеры, декор	Стандарт
30–40 %	Заметно тяжелее, жёсткая	Кронштейны, подставки для телефона, держатели инструмента	Умеренный рост
50–70 %	Плотная, увесистая	Нагруженные защёлки, шестерни, бобышки под винты	Выше
100 %	Сплошная	Мелкая механика, детали под сверление и резьбу	Максимальное

Поскольку с заполнением растут и материал, и машинное время, эта настройка, один из главных факторов в любом расчёте. Как вес складывается в цену, разбираем в статье сколько весит 3D-печать.

Рисунки заполнения

Рисунок важен не меньше процента.

Сетка и линии. Печатаются быстро, подходят для декора. Прочны в двух направлениях, слабее в третьем.

Гироид. Волнистая трёхмерная решётка, одинаково прочная во всех направлениях, из неё легко сливается жидкость. Современный стандарт для функциональных деталей; в полупрозрачном пластике ещё и красиво выглядит.

Кубический. Наклонные кубы, уложенные стопкой; хорошая прочность во всех направлениях и ровная верхняя поверхность.

Соты. Прочно и жёстко, но медленно. Часто выбирают для деталей, которые не должны гнуться.

«Молния» и минимальное. Очень редкая структура, существует только чтобы поддержать верхнюю плоскость. Идеально для крупных витринных вещей, где важны вес и скорость, а сжимать деталь никто не будет.

Для гибкой детали из TPU редкий гироид делает предмет мягче, а плотный кубический рисунок жёстче. Тот же материал, разные ощущения.

Когда просить заполнение побольше

Сообщите студии, если предмет будет:

• Прикручиваться. Резьбе нужен плотный материал, хотя бы вокруг отверстий.
• Нести нагрузку. Полочные кронштейны, крючки, зажимы и всё, что держит вес, печатают от 40 % с дополнительными стенками.
• Сверлиться или сильно шлифоваться. Шлифовка может прорваться в редкое заполнение и оставить дыры. Толстая оболочка или плотное заполнение это предотвращают.
• Утяжеляться ради ощущения. Шахматной фигуре или основанию кубка иногда добавляют заполнение просто для солидности. О балансе стенок и заполнения читайте в статье насколько прочны 3D-печатные детали.

Во всех остальных случаях подойдёт стандарт. В Fantasy Lab 3D заполнение и число стенок настраиваются под каждый предмет, поэтому стена book nook, шахматный конь и крепление для дрона получают свои параметры, а не одну усреднённую цифру.

Готовы заказать?

Указывать процент заполнения самому не нужно: просто скажите, для чего деталь и будут ли её брать в руки, нагружать или красить. Напишите через форму на сайте или в директ Instagram @fantasylab3d.almaty. Стоимость зависит от размера, материала и настроек, поэтому запросите расчёт, и мы объясним, что выбрали и почему.