เปอร์เซ็นต์การเติมเนื้อวัสดุในชิ้นส่วนขนาดใหญ่: มันทำอะไรได้จริงบ้าง
เปอร์เซ็นต์การเติมเต็มจะเขียนไว้ในมาตราส่วนที่วิ่งจาก 0 ถึง 100 และตัวเลขนั้นอธิบายปริมาตรเพียงปริมาตรเดียวเท่านั้น:
พื้นที่ที่ล้อมรอบด้วยกำแพง เครื่องแบ่งแยกจะจัดการการแบ่งนั้นก่อนที่จะอ่านตัวเลขนั้นเสียอีก ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมการตั้งค่าจึงเป็นเช่นนั้น
อธิบายถึงส่วนภายในมากกว่าส่วนทั้งหมด
เอเครื่องพิมพ์ 3 มิติขนาดใหญ่ แม้จะถูกขอให้เติมพื้นที่ภายในเพียง 20 เปอร์เซ็นต์ แต่ก็ยังคงวาดโครงร่างทุกอย่างไว้อย่างครบถ้วน เงา
ผลลัพธ์ที่ได้ไม่ใช่ของแข็ง 20 เปอร์เซ็นต์ และทุกสิ่งที่ตัวเลขแสดงออกมานั้นล้วนมาจากโครงสร้างนั้นเพียงอย่างเดียว
เปอร์เซ็นต์ดังกล่าวใช้กับอะไรบ้าง และเหลืออะไรบ้าง
โปรแกรมสไลซ์ทุกโปรแกรมจะทำสิ่งเดียวกันก่อน คือมันจะลากเส้นรอบนอกของแต่ละชั้น จากนั้นจึงเติมสีลงในพื้นที่ที่เหลืออยู่ภายในเส้นที่ลากไว้
ลูปเหล่านั้นคือขอบเขต ส่วนภูมิภาคเป็นสิ่งเดียวที่เปอร์เซ็นต์นั้นกล่าวถึง
ปลายทั้งสองข้างนั้นชัดเจน: 0 ทำให้ภายในว่างเปล่า และ 100 ทำให้ภายในเต็ม ระหว่างนั้นจะมีตารางและรูปสามเหลี่ยม
และรูปทรงรังผึ้งอธิบายถึงการครอบครองแบบเดียวกันในรูปทรงที่แตกต่างกัน และรูปแบบเหล่านั้นไม่ได้เปลี่ยนแปลงสิ่งใดเลย
ตัวเลขวัด การตั้งค่าอธิบายถึงภายในแบบเดียวกัน อย่างไรก็ตาม วัสดุตั้งต้นจะถูกจัดหาในรูปของเส้นใยหรือเป็น
เม็ด.
การอธิบายเปอร์เซ็นต์การเติมเนื้อวัสดุอย่างถูกต้องนั้น หมายถึงปริมาตร หากอ่านในฐานะคำมั่นสัญญาเกี่ยวกับชิ้นส่วนที่เสร็จสมบูรณ์แล้ว...
ตัวเลขดังกล่าวแสดงค่าสูงเกินจริงในส่วนที่ควบคุม เนื่องจากส่วนใหญ่เป็นเรื่องเส้นรอบวง พื้นผิว และรอยต่อ
ความหนาแน่นเปลี่ยนแปลงก่อน: มวลและเวลาในการสะสม
การเพิ่มเปอร์เซ็นต์จะเพิ่มปริมาณโพลิเมอร์ และโพลิเมอร์จะต้องถูกสะสมลงไป ผลลัพธ์ทั้งสองอย่างนี้เกิดขึ้นตามตำแหน่งภายใน
ปริมาตรใกล้เคียงกัน ซึ่งทำให้เอฟเฟกต์เหล่านี้มีความน่าเชื่อถือมากที่สุดในการตั้งค่า การเพิ่มความหนาแน่นภายในเป็นสองเท่า
มวลภายในจะเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าโดยประมาณ และระยะเวลาการสะสมตัวของมวลภายในก็จะเพิ่มขึ้นด้วย
ด้วยสิ่งนั้น บนการพิมพ์ 3 มิติเชิงอุตสาหกรรมร,ผลกระทบประการที่สองปรากฏให้เห็นในตารางเวลามากกว่าในส่วนประกอบต่างๆ
ขอบเขต ชั้นแข็งที่ด้านบนและด้านล่าง และการเดินทางระหว่างองค์ประกอบต่างๆ ส่วนใหญ่ยังคงไม่เปลี่ยนแปลง
รูปร่างนั้น สิ่งที่ฉากหลังเป็นเจ้าของคือปริมาตรระหว่างพวกมัน และทุกสิ่งทุกอย่างในรายการนั้นถูกกำหนดโดย
การตั้งค่าอื่นๆ
เปลือกนอกกับแกนกลาง: อันไหนรับแรงดัดงอได้ดีกว่ากัน
การโค้งงอขึ้นอยู่กับระยะทาง ความต้านทานต่อการโค้งงอของส่วนนั้นจะแปรผันตามระยะห่างที่พอลิเมอร์ส่วนนั้นอยู่ห่างจากพื้นผิว
ตรงกลาง และส่วนร่วมนั้นจะเพิ่มขึ้นตามกำลังสองของระยะทางนั้น การเพิ่มระยะทางเป็นสองเท่าจะทำให้ผลคูณเพิ่มขึ้นเป็นทวีคูณ
การมีส่วนร่วมเพิ่มขึ้น 4 เท่า และการเลื่อนออกไปอีก 3 เท่าจะทำให้การมีส่วนร่วมเพิ่มขึ้นเป็น 9 เท่า โพลิเมอร์ที่อยู่ด้านนอกสุดมีส่วนร่วมมากที่สุด
ทำงาน. โพลิเมอร์ที่อยู่ตรงกลางทำงานน้อยที่สุด.
ส่วนภายในนั้นไม่ได้ไร้ประโยชน์เสียทีเดียว มันช่วยยึดผนังด้านในไม่ให้พับเข้าด้านใน และช่วยรองรับพื้นผิวด้านบน
ในขณะที่มันปิดลง ทั้งสองอย่างเป็นหน้าที่เชิงโครงสร้างที่แท้จริง และไม่มีอย่างใดปรากฏในตัวเลขความแข็งแกร่ง
เมื่อขยายขนาดขึ้น 2 เท่า การตั้งค่าแบบเดียวกันกลับให้ผลลัพธ์น้อยลง
เส้นรอบรูปและพื้นที่ไม่ได้เติบโตไปพร้อมกัน ถ้าขยายความกว้างของหน้าตัดเป็นสองเท่า เส้นรอบรูปก็จะเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าเช่นกัน
ในขณะที่พื้นที่ภายในขยายใหญ่ขึ้น 4 เท่า ถ้าขยายขนาดขึ้น 10 เท่า เส้นรอบวงก็จะขยายใหญ่ขึ้น 10 เท่า ในขณะที่พื้นที่ภายในก็ขยายใหญ่ขึ้นเช่นกัน
ขยายขนาดชิ้นส่วนทั้งหมดในทั้งสามทิศทาง 100 เท่า ปริมาตรของมันจะเพิ่มขึ้น 8 เท่า ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมมวลจึงเป็นอย่างที่เรารู้กัน
ปีนขึ้นได้เร็วที่สุดเมื่อใช้กับโครงสร้างขนาดใหญ่
นี่จึงเป็นเหตุผลว่าทำไมการตั้งค่าการเติมเนื้อวัสดุ (infill) สำหรับงานพิมพ์ 3 มิติขนาดใหญ่จึงแตกต่างจากการตั้งค่าเดียวกันสำหรับงานพิมพ์ขนาดเล็ก ยิ่งใหญ่เท่าไหร่...
ส่วนนั้นยิ่งมีส่วนแบ่งที่ขอบเขตสามารถมีอิทธิพลได้น้อยลงเท่าใด ภายในก็จะยิ่งกลายเป็นโครงสร้างมากขึ้นเท่านั้น
เป็นเรื่องสำคัญในตัวของมันเอง แทนที่จะเป็นเพียงรายละเอียดเล็กๆ ที่ซ่อนอยู่หลังกำแพง การปรับการตั้งค่าจาก 20 เปอร์เซ็นต์เป็น 60 เปอร์เซ็นต์
มีการเติมโพลิเมอร์เข้าไปทุกที่ และเส้นทางการรับแรงยังคงเหมือนเดิม
เหตุใดการกำหนดทิศทางจึงสำคัญกว่าการกำหนดเปอร์เซ็นต์
ชิ้นส่วนสองชิ้นที่สร้างด้วยความหนาแน่นเท่ากันอาจมีพฤติกรรมแตกต่างกันได้ เนื่องจากทิศทางของลวดลายการเติมนั้นเป็นการตัดสินใจที่แยกต่างหาก
เส้นใยที่ขวางรับแรงดัดจะทำหน้าที่เหมือนซี่โครงและเพิ่มความต้านทานในจุดที่สำคัญ ความหนาแน่นเท่ากันเรียงตัวไปตามแนวเดียวกัน
ทิศทางการรับน้ำหนักจะเพิ่มโพลิเมอร์เข้าไปในบริเวณรอบนอกที่รับน้ำหนักอยู่แล้ว
รอยต่อมีความสำคัญพอๆ กับรูปทรงเรขาคณิต บริเวณที่วัสดุอุดรอยต่อมาบรรจบกับผนังด้านใน การเชื่อมต่อจะถ่ายทอดพลังงานไปยังส่วนอื่นๆ
รับน้ำหนักข้ามช่องว่างหรือไม่ก็ได้ และแกนกลางที่หนาแน่นซึ่งเชื่อมต่อกับเปลือกอย่างหลวมๆ นั้นเป็นส่วนที่หนักกว่าโดยที่ยังคงเหมือนเดิม
ความแข็งกระด้าง ความล้มเหลวประเภทนี้มองไม่เห็นจากภายนอกและพบได้ทั่วไปในชิ้นส่วนที่ได้รับการอนุมัติโดยพิจารณาจากความหนาแน่นเพียงอย่างเดียว
| ลวดลาย | เหมาะสำหรับ | ทำไม |
| ตาราง/เส้น | ความเร็ว การใช้งานทั่วไป | พิมพ์ได้เร็ว แข็งแรงพอใช้ แต่มีโอกาสแตกตามแนวแกนใดแกนหนึ่งได้ |
| สามเหลี่ยม | ความต้านทานแรงเฉือน | อัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักที่ดีที่สุดสำหรับชิ้นส่วนขนาดใหญ่ภายใต้ภาระที่หลากหลาย |
| ไจโรอยด์ | สมมาตรทุกทิศทาง ไม่มีแกนอ่อน | ดีเยี่ยมในทุกด้าน แต่พิมพ์ชิ้นส่วนขนาดใหญ่ได้ช้าลง |
| ลูกบาศก์ | แรงในแนวดิ่ง | เหมาะสำหรับการบีบอัด แต่ไม่ค่อยเหมาะสำหรับการดัดงอ |
| ฟ้าผ่า | ชิ้นส่วนภาพ, ความเร็วสูงสุด | ลดความแข็งแรงลงเพื่อใช้วัสดุน้อยที่สุด—ไม่เหมาะสำหรับการใช้งานโครงสร้าง |
การเติมเนื้อวัสดุลงในชิ้นส่วนทำให้ชิ้นส่วนแข็งแรงขึ้นหรือไม่?
ภายในมีบทบาทสำคัญอย่างแท้จริงเมื่อชิ้นส่วนถูกกระแทกที่พื้นผิว หรือถูกรับแรงอัดจนเกิดการโก่งงอ
ขีดจำกัดนั้นอยู่ที่การเติมวัสดุในชิ้นส่วนรับน้ำหนัก ซึ่งเป็นเรื่องของตำแหน่ง และความหนาแน่นจะเป็นตัวแปรที่เหมาะสมก็ต่อเมื่อเป็นเช่นนั้นเท่านั้น
เครื่องพิมพ์ 3 มิติจะได้รับคำสั่งให้สร้างชิ้นส่วนภายในให้มีความหนาแน่นเท่าใด แต่จะไม่ได้รับคำสั่งให้ชิ้นส่วนนั้นทำหน้าที่อะไร
งานพื้นผิวจะดำเนินไปในทางตรงกันข้าม แม่พิมพ์หรือเครื่องมือขึ้นรูปจะถูกตัดสินจากพื้นผิวของมัน ในขณะที่อุปกรณ์ยึดจะถูกตัดสินจากตำแหน่งที่มันยึดไว้
ในทั้งสองกรณี ขอบเขตและรอยต่อเป็นตัวกำหนดผลลัพธ์ และโพลิเมอร์ตรงกลางมีหน้าที่เพียงแค่ป้องกันไม่ให้พื้นผิวเสียหาย
ยืดหยุ่นขณะทำงาน ความหนาแน่นที่เพิ่มขึ้นไม่ได้เปลี่ยนแปลงอะไรเลย ผู้ตรวจสอบไม่สามารถตรวจพบได้เมื่อพอใจแล้ว ความสัมพันธ์
ความสัมพันธ์ระหว่างเปอร์เซ็นต์การเติมวัสดุกับความแข็งแรงนั้นไม่เป็นสัดส่วนกัน และในงานประเภทนั้น ความสัมพันธ์นี้แทบจะไม่มีอยู่เลย
| เปอร์เซ็นต์การเติม | การเพิ่มความแข็งแกร่งสัมพัทธ์ | เกิดอะไรขึ้น |
| 0–15% | กำไรเปอร์เซ็นต์สูง | ผนังเป็นเส้นทางหลักในการรับน้ำหนัก ส่วนวัสดุอุดช่องว่างนั้นช่วยป้องกันการโก่งตัวของผนังเป็นหลัก |
| 15–40% | กำไรปานกลาง | การเติมเต็มช่องว่างเริ่มแบ่งเบาภาระอย่างมีนัยสำคัญร่วมกับผนัง |
| 40–60% | ผลตอบแทนที่ลดลง | ความแข็งแรงส่วนใหญ่ในปัจจุบันมาจากการจำนวนผนัง ไม่ใช่จากปริมาณวัสดุอุดช่องว่าง |
| 60–100% | ความแข็งแรงเพิ่มเติมเพียงเล็กน้อย | คุณกำลังเผาผลาญเส้นใยและเวลาเป็นส่วนใหญ่ |
โดยเฉพาะในชิ้นส่วนขนาดใหญ่: ยิ่งชิ้นส่วนใหญ่เท่าไหร่ ก็ยิ่งมีวัสดุเติมมากขึ้นเท่านั้น ซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวเว้นระยะ/ค้ำยันระหว่างเปลือกบนและล่าง
แทนที่จะเป็นโครงสร้างรับน้ำหนัก ส่วนที่เติมเต็มขนาดใหญ่ 20% ที่มีผนัง 4-5 ด้าน มักจะแข็งแรงกว่าส่วนที่เติมเต็ม 50%
ส่วนที่มีผนัง 2 ด้าน
ความแข็ง ความแข็งแรง และความเหนียว: ตอบคำถาม 3 ข้อที่แตกต่างกัน
ความแข็งคือความต้านทานต่อการโก่งงอ ความแข็งแรงคือภาระที่ทำให้สิ่งนั้นยุบตัว และความเหนียวคือปริมาณที่สิ่งนั้นยุบตัวลง
พลังงานที่ชิ้นส่วนดูดซับก่อนที่จะดูดซับ โดยทั่วไปแล้วทั้งสามอย่างมักถูกกล่าวถึงว่าเป็นคุณสมบัติเดียว แต่ในความเป็นจริงแล้วพวกมันมีพฤติกรรมที่แตกต่างกัน
ความสัมพันธ์ที่ยังคงอยู่คือความสัมพันธ์แบบง่ายๆ ได้แก่ ความหนาแน่นของการเติมเนื้อวัสดุและเวลาในการพิมพ์จะสัมพันธ์กัน และน้ำหนักของชิ้นงานและปริมาณการเติมเนื้อวัสดุ
เป็นไปตามแนวทางเดียวกัน เพราะทั้งสองวิธีติดตามปริมาณของพอลิเมอร์ที่วางไว้ ไม่ใช่ตำแหน่งที่วางไว้ ความแข็ง
เป็นไปตามแนวทางที่แตกต่าง โดยพิจารณาจากระยะห่างจากกึ่งกลางของส่วนแทนที่จะเป็นปริมาณ จากทั้งหมดสามข้อ
จากคำถามทั้งหมด สภาพแวดล้อมนั้นบ่งบอกถึงคำถามเพียงข้อเดียวอย่างน่าเชื่อถือ
การเติมวัสดุอุดช่องว่างอย่างหนาแน่นกับการเติมวัสดุอุดช่องว่างอย่างเบาบางนั้น เป็นเรื่องของการพิจารณาว่าสิ่งใดสำคัญกว่ากัน ไม่ใช่เรื่องของคุณภาพ
สิ่งที่เครื่องพิมพ์ 3 มิติถูกขอให้ทำ ไม่ว่าจะเป็นการคงรูปทรงหรือทนทานต่อแรงกระแทก จะเป็นตัวตัดสินว่าเครื่องใดใช้งานได้จริง
