精通 3D 打印填充：最优百分比选择专家指南

3D 打印物体有两个截然不同的区域：用户称为壁的外壳，以及填充或内部结构。

正确制造时，这两个值决定 3D 模型的力学性能，如抗性、表面外观、时间和打印成本。

3D 打印爱好者易影响外壳结果，但难控制物体填充。

不过 Cura 3D 让你选择 3D 物体内部材料的结构、形状和百分比。

切片程序包含设计师将 3D 模型转为 G 代码指令时设定的指令程序。参数归属填充密度或填充图案。

本文提供充分信息帮助理解和处理打印机填充设置，找到最佳填充图案。

什么是 3D 打印填充？

填充指 3D 打印模型内部沉积的塑料材料，也指 3D 打印零件的内部结构。打印过程结束后不可见。

3D 打印填充的重要性

3D 打印填充在实际打印过程中扮演多个关键角色。下列按效用从高到低列出填充重要性：

• 使 3D 打印件具备坚固性和实体感，保证打印质量优秀
• 为顶层提供打印支撑
• 提供所需 3D 打印重量
• 赋予 3D 零件更高美学层次

3D 打印需要多少填充？

什么是填充密度？

3D 打印填充密度指零件的“充实度”或“紧实度”。切片软件中填充密度以百分比表示：0% 指空心；50% 以下为低填充；50% 以上为高填充。

100% 表示实心 3D 打印物体。

3D 打印填充显著影响打印物体重量。打印时沉积熔融层逐渐形成填充，填充线结合顶底层形成填充重叠，提供更高填充密度。

最终，零件内部越充实，零件越重。密度影响打印时间和填充材料消耗。

较厚层高和填充密度结合层高等要素决定 3D 打印物体整体强度。

任何标准打印需 15-50% 填充密度，保证低打印时间、节省材料、提供优秀打印强度。

注意：填充密度越高，打印柔韧性越低。

推荐 3D 打印填充设置

• 标准 3D 打印模型：15-50%
• 功能性 3D 模型：50-100%
• 手办与展示件打印：0-15%
• 柔性模型：1-100%

哪种 3D 打印填充最强？[填充图案]

指 3D 打印内部结构组成。不同填充图案取决于 3D 图像预期用途。

重要的是，填充图案决定 3D 物体强度、重量、柔韧性和打印时间。市场有从简单填充线到最复杂填充线的众多填充线。

填充图案选择取决于所需 3D 打印强度。例如线填充不如立方体图案稳定。

1. 低强度

a) 线性填充图案

3D 打印机每层仅单方向绘制平行线。下一层线条旋转 90 度。此图案适合装饰和不需高物体稳定性的标准模型。

特性

• 线性图案产生平滑顶面
• Z 轴稳定性低
• X 和 Y 轴强度低

b) 之字形图案

与线性图案相似。打印机以之字形运动打印线条。流动较少中断，提供平滑打印体验。

之字形图案打印件可能不稳定，更适合用于支撑结构。

特性

• 打印平滑 3D 打印顶面
• 因线间键合少，Z 轴稳定性低
• 除直接沿线方向外，X 和 Y 轴强度低
• 线间缺乏键合导致剪切阻力不足

2. 中等强度图案

a) 网格图案

与线性图案相似，但每层拥有二维线条而非单向。此特性增加打印强度但消耗更多耗材。

享受中等到较短打印速度，因内部结构简单。

特性

• Z 轴强度好
• 若直接对齐线方向，X 和 Y 轴强度好
• 若对角线对齐线方向，X 和 Y 轴强度低

b) 三角形图案

三角形填充基于二维三角形网格。适用于需外壳最大阻力的日常物体。在 45 度填充角对齐线条可实现外壳高阻力和极致强度。

特性

• 层均匀分布
• X 和 Y 轴高强度
• 良好剪切阻力

c) 三角六边形图案

此图案混合三角形和六边形。制作精准形状和强图案，材料消耗率低。

短线易连接各侧。弯曲 3D 打印时挑战较少。

特性

• 无论线方向，X 和 Y 轴极高强度
• 提供良好剪切阻力
• 额外顶层制造平滑表面

3. 高强度图案

a) 立方体图案

由 45 度倾斜堆叠立方体组成。立方体倾斜在平面呈三角形和水平外观。

重要的是，立方体图案全方向强度高。遗憾的是，比其他图案消耗更多时间和耗材。

特性

• 无论线方向，拥有极高强度
• 相当高剪切阻力
• 消耗大量塑料材料
• 打印耗时长

b) 立方体细分图案

此图案针对常规立方体图案高材料消耗定制。设计使物体中心立方体更大，当立方体碰到物体外壳时自动细分为小立方体。

结果外部区域比中心区域更复杂。内部所需塑料更少。

特性

• 享受优越强度重量比
• 减少耗材枕头效应
• 无论打印线方向保持坚固
• 柔性打印不佳选择

填充是否增加强度？

是的，填充丝材根据制造时使用的耗材密度百分比，增加 3D 打印零件强度。

作为 3D 打印爱好者，所需耗材密度百分比完全取决于打算打印的 3D 物体。

若打印承重模型，需用更高填充百分比实现更高打印强度。

假设用 30% 耗材密度打印一个 3D 物体，另用 10% 密度打印另一模型。前者将比后者强三倍。

哪种填充图案最快？

寻求速度最佳填充图案，需关注几个填充参数。基于直线、少材料用量、最小移动的填充提供最快 3D 打印速度。

因此，线性图案或直线图案是 3D 打印速度最佳填充图案。倾向于方向变化多的图案比线性图案耗时更长。

Cura 填充图案详解

Cura 应用软件

Cura 是 3D 打印机使用的应用软件。David Brahm 创立软件，后加入 3D 打印机制造商 Ultimaker 担任员工维护软件。

简单说，Cura 将 3D 物体数据转换为打印机可理解的语言。

Cura 与填充

Cura 提供诸多益处，允许不同方式自定义 3D 打印机。此外，Cura 提供众多填充图案供选择偏好。

也是赋予打印所需强度、最小化 3D 打印重量、节省塑料耗材的优秀工具。

结论

文章提供 3D 打印填充信息，填充图案保留不同特性，在 3D 打印行业服务不同目的。

重要的是，3D 填充技术使不同行业或 3D 爱好者个人应用成为可能。