他のほとんどの製造技術と比較して、3D プリントでは、パーツの 2 つの構造 (外壁と充填材) の精度を制御する必要があります。 外壁は部品の最も外側の領域を指し、フィラーは部品の内部に存在するものです。 通常、プリンターは外貨をある程度制御しますが、インフィルはより動的であり、パーツの強度、重量、構造、浮力などに大きな役割を果たします。 3D プリントでは、ユーザーは多くのパラメーターを定義して、パーツに使用されるインフィルのタイプを制御できます。
これらすべてのパラメータの中で、最も重要なのはインフィル密度とインフィル パターンの 2 つです。 以下では、3D プリントでどのように機能するかをよりよく理解するために、いくつかの異なる製造方法を通じて「インフィル」について説明します。
3D プリントと従来の製造
インフィル 3D プリンティングは、他の従来の製造方法とは異なります。 射出成形とサブトラクティブ マニュファクチャリングを例に取りましょう。 射出成形は、金型に材料を入れて部品を形成するもので、技術の性質上、内部構造を制御することは不可能です。 したがって、射出成形部品は中実または中空 (ガス射出成形) のいずれかであり、その間には何もありません。 CNC 機械加工のような減法製造には、切削材料が必要です。 射出成形と同様に充填量の調整ができないため、内部は完全なソリッドです。 しかし、3D プリントでは、任意の塊を設計し、材料を押し出すことで層ごとに作成できます。
充填密度は、材料の消費に大きく影響する可能性があります
充填密度は、成形品内部の「充満」です。 スライサーでは、{{0}} パーセントから 100 パーセントまでのパーセンテージで表されます。0 パーセントは部分的に中空であることを意味し、100 パーセントは完全に中実であることを意味します。 充填密度はパーツの重量に大きく影響します。パーツの内部が充満しているほど、パーツは重くなります。 重量の他に、印刷時間、材料消費、浮力もインフィル密度の影響を受けます。 強度についても同じことが言えますが、もちろん材料や床の高さなど、他の多くの要因にも関連しています。
一部のスライサーでは、同じパーツ内で異なる塗りつぶし密度を使用することもできます。 これは可変インフィル密度と呼ばれ、スライス プログラムの特定の設定により、ユーザーは印刷のさまざまな領域に必要な密度の変化を指定できます。 では、実際の印刷では、インフィル密度の何パーセントを使用する必要がありますか?
●15-50 パーセントのインフィル密度は、特別な強度を必要としないほとんどの「標準」プリントに推奨されます。 この密度パーセンテージは、印刷時間を短縮し、材料を節約し、優れた強度を提供します。
●機能性プリントは強度が必要です。 したがって、より高いインフィル (50% 以上) をお勧めします。 この設定では、印刷に時間がかかり、フィラメントの消費量が増えますが、より強力なパーツが得られます。
●展示目的のみに使用されるフィギュアモデルの場合、0-15パーセントの充填密度が推奨されます。 これにより印刷速度が向上し、多くのフィラメントをまったく消費しません。 この濃度範囲でプリントされたモデルは非常に薄くなりますが、強度は高くありません。
推奨設定
1. 標準印刷: 15-50 パーセント
2. 機能印刷: 50-100 パーセント
3. フィギュアとモデルのプリント: 0-15 パーセント
4.柔軟な印刷: 1-100 パーセント
塗りつぶしパターン
ハッチング パターンは、パーツ内の材料の構造と形状です。 単純な線からより複雑な形状まで、ハッチング パターンは部品の強度、重量、造形時間、さらには柔軟性に影響を与える可能性があります。 さまざまなスライサー プログラムには、さまざまな塗りつぶしモードがあります。
充填密度と同様に、充填パターンが異なれば、複雑さ、材料効率、接続強度面 (2D または 3D) の数など、さまざまなプロパティがあります。 例えば、らせん状のパターンが外壁を立体的につなぎ、全体的な強度を高めます。 したがって、このパターンは線などのパターンよりも多くの材料を使用します。 では、どの塗りつぶしパターンを選択すればよいでしょうか?
● 線: 線の塗りつぶしパターンは、1 つおきのレイヤーに (X 軸または Y 軸に沿って) 一方向に印刷された線で構成されます。 このインフィル パターンは 2 次元のみで強度を提供するため、高速印刷に適しています。 ラインパターンは素材をあまり使わず、軽量です。
●ハニカム：その名の通りハチの巣状の模様で、視覚効果が魅力的です。 このインフィル パターンは、適度な強度が必要で材料をあまり消費しないセミファスト プリントに適しています。
グリッド: グリッドの塗りつぶしパターンは外観が線に似ていますが、レイヤーごとに単方向の線ではなく、各レイヤーには線間のスペースが 2 倍の 2 次元の線が含まれています。 このモードは 2 次元のパワーを提供しますが、それでもやや強力です。 グリッド パターンは平均的な量のマテリアルを消費し、完了するまでに中程度の時間がかかります。
●三角形：XY平面内で3方向に伸びた三角形の線が重なり合ったような三角形のパターン。 この塗りつぶしパターンは 2 次元でのみ強度を提供しますが、強度が必要な印刷には適しています。
● 3 方向の六角形: 3 方向の六角形の塗りつぶしパターンは、XY 平面の 3 つの方向に伸びるさまざまな線で構成され、中央に三角形がある六角形のパターンを形成します。 このフィル パターンは 2 次元の強度を提供し、強烈なプリントに最適です。
●立方体: このモードでは立方体が積み上げられますが、X 軸と Y 軸を中心に 45 度傾いているため、いつ見ても三角形に近くなります。 このパターンは立体的に優れた強度を提供しますが、他のパターンよりも多くの材料と時間を必要とします。
● オクテット: オクテット フィル パターンは立方体パターンに似ていますが、斜めの三角形を追加する代わりに、パターンを正方形として具現化します。 このフィルパターンは立体的なパターンで、見た目の美しさだけでなく、強度が必要な部分にも役立ちます。
●らせん: らせん状の塗りつぶしパターンは最もクールに見えるかもしれませんが、間違いなく最も奇妙な塗りつぶしパターンでもあります。 これは、最終的にパスを横切る凹状の不規則な曲率で構成されています。 強度、素材、印刷時間の最適なバランスを実現するように設計されています。
●同心円: 同心ハッチ パターンは、パーツの輪郭 (つまり、その周囲) に一致する同心円状の線で構成される内部構造です。 このパターンはすばやく印刷でき、柔軟なパーツに適しており、ほとんどのパターンよりもはるかに少ない材料を消費します。
推奨設定
1. 標準プリント: グリッドまたは三角形
2.機能印刷：立方体、らせん、または八重奏
3. フィギュアとモデルプリント: ライン
4.柔軟な印刷：同心
要約する
パターンと密度に加えて、塗りつぶし設定には他にも 2 つの注目すべきカテゴリがあります。可変設定とアーティスティック パターンです。 どちらも、塗りつぶし設定でより創造的になることができます。 可変設定を使用すると、パーツが層を進むにつれて充填密度を調整できます。 たとえば、パーツの底部の層 30 まで 10 パーセントの充填を行い、次に 50 パーセントの充填に切り替える場合、変数設定を使用してこれを行うことができます。 Simplify3D、PrusaSlicer、Curaなどのソフトウェアで何が実現できるのか? Infill for art は、さまざまな塗りつぶしパターンを芸術作品に変える方法です。 このプロセスは、イヤリング、ペンダント、その他のジュエリーやアートワークによく似合います。