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Tutti gli utenti di stampanti 3D sanno che le parti stampate in 3D hanno due zone distinte, il guscio e il riempimento (infill). La corretta parametrizzazione di questi due valori influisce sulla resistenza meccanica, sulla finitura, sul tempo di stampa e sul costo. Il guscio sono le pareti esterne del pezzo in cui sono inclusi sia gli strati a contatto con la base di stampa che gli strati superiori che attribuiscono la finitura superficiale finale.
In questo articolo ci concentreremo sulla parte interna del pezzo, il riempimento. I programmi di laminazione (Cura3D, Simplify3D, ecc.) ci permettono di scegliere la forma e la percentuale del riempimento desiderato. Di seguito citiamo le configurazioni più importanti possibili.
Il riempimento è la quantità di materiale che occupa la parte interna del pezzo. Normalmente, i programmi di laminazione consentono di modificare la percentuale di materiale dal 0% (parte vuota) al 100% (parte totalmente solida). Parlando sempre della stessa configurazione di altezza dello strato e larghezza del guscio, il valore ideale della percentuale di riempimento dipende dall'applicazione finale del pezzo in questione. La percentuale più utilizzata, che molti programmi di laminazione utilizzano come dato standard, è il 20%. Con questa percentuale è possibile ottenere pezzi con resistenza media / alta, peso ridotto e un tempo di stampa molto efficiente, trasformando i pezzi in un buon rapporto resistenza/costo.
Per prototipi non funzionali, modelli e altri oggetti di semplice esposizione, il riempimento consigliato è del 10%. Con una percentuale così bassa, si riducono i lunghi tempi di stampa di figure complesse o oggetti che non richiedono resistenza a qualsiasi tipo di stress. Al contrario, ogni utente è consapevole che per ottenere la massima resistenza alla trazione deve realizzare i propri pezzi al 100% di riempimento, ma questo comporta costi più elevati, sia in termini di tempo che di materiale, e che i pezzi sono più pesanti. Al di fuori dei valori già menzionati, si consiglia di studiare ogni caso nel dettaglio in base alla resistenza/tempo di stampa, tenendo presente che dal 25% al 50% di riempimento la resistenza aumenta del 25% e dal 50% al 70% di riempimento la resistenza aumenta solo del 10%.
La nostra raccomandazione è di utilizzare un riempimento del 10% per figure e oggetti che non sopportano carichi, il 20% per pezzi di uso normale sottoposti a carichi bassi/medi, il 60% nel caso sia necessario realizzare pezzi finali con una resistenza media e validi per essere perforati o avvitati, e infine il 100% per ottenere la massima resistenza del materiale. Vogliamo sottolineare che l'orientamento di fabbricazione dei pezzi influisce sulla resistenza finale, cioè, l'orientamento conta tanto quanto la percentuale di riempimento.
A seconda del software di laminazione utilizzato, esistono diversi tipi di riempimento, ma i quattro più utilizzati (Rectangolare, Triangolare o Diagonale, Wiggle e Nido d'ape) compaiono in tutti (Simplify3D, Cura3D, Slic3r, ecc).
Riempimento rettangolare
Per impostazione predefinita, questi software utilizzano il riempimento rettangolare, che è logico per avere una struttura resistente in tutte le direzioni e relativamente veloce nel fare strati perpendicolari uno sopra l'altro.
Riempimento triangolare
Il riempimento triangolare viene applicato, come nelle strutture della vita quotidiana, per ottenere la massima resistenza nella direzione delle pareti, ciò è dovuto alla decomposizione a metà della forza applicata essendo a 45° le linee che formano ogni strato.
Riempimento wiggle
Al contrario, se il nostro bisogno è ottenere un pezzo il più flessibile, comprimibile e morbido possibile, il miglior riempimento è il Wiggle. Questo riempimento a zigzag aumenta la forza di rimbalzo e fornisce un sostegno sufficiente per garantire la copertura totale della parte superiore del pezzo.
Riempimento a nido d'ape (Tri-esagonale)
Infine, facendo affidamento sulla saggezza della natura, il riempimento a nido d'ape (pannello d'ape) in forma esagonale è ampiamente utilizzato come nucleo per conferire resistenza a parti realizzate in fibra di carbonio e altri tipi di fibre. Nella stampa 3D FDM / FFF offre ai pezzi una grande resistenza in tutte le direzioni, maggiore rispetto al riempimento rettangolare, ma con un tempo di stampa più lungo.
A nostro avviso, il riempimento rettangolare è abbastanza resistente per il 90% delle applicazioni di stampa 3D, il restante 10% sono casi in cui dovrebbe essere utilizzato un riempimento molto specifico.
La corretta configurazione del riempimento è un passo molto importante per ottenere la resistenza desiderata nelle parti realizzate tramite stampa 3D FDM / FFF. La nostra raccomandazione è di utilizzare il riempimento rettangolare con una densità del 10% per parti non funzionali, modelli o prototipi, il 20% di riempimento per parti con uso normale sottoposte a carichi bassi / medi e il 60% per elementi che devono sopportare carichi elevati. Anche il tipo di riempimento e i valori percentuali devono essere adattati a ogni tipo di stampante 3D, e, se il materiale da utilizzare è rigido (PLA, ABS, PETG, Nylon, ecc.) o flessibile (Filaflex TPE o TPU) per ottenere il miglior risultato possibile.
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