Was macht die Füllung / Dichte eines 3D Drucks? Slicer Cura & co.

erstellt am: 23.12.2020 | von: Markus | Kategorie(n): Fragen

Beim 3D Druck gibt es die Möglichkeit, neben organischen Formen, auch Volumen zu sparen durch das Einstellen der Füllung oder der Wahl des Materials. In diesem Beitrag soll es darum gehen, wie sich die Füllung auf deine 3D-Drucke auswirkt & welche Arten es gibt.

Warum solltest du Füllung verwenden?

Die Wahl der Füllung & die Füllungsdichte entscheidet über die Stabilität und Druckgeschwindigkeit, die du beim Druck verwenden kannst.

Die Grundregel ist, um so weniger Füllung dein Objekt hat, um so instabiler wird der Druck. So sind Vasen, die du mit nur einer Wandlinie druckst, nicht sonderlich stabil, es sei denn du erhöhst die Linienbreite. Die Füllung von 3D-Drucken ist ein recht umfangreiches Thema, ich versuche es so kurz wie möglich zu halten.

Füllung dient dir auch als Stütze für Überhänge in deinen Drucken. Das ist gerade wichtig, wenn deine Formen sich nach innen neigen, wie bei einer Pyramide. Das kannst du sicherlich auch über selbst gesetzte Stützen im inneren Lösen, doch verlierst du dadurch Stabilität im Druck, dadurch kann dein 3D Druck dazu neigen schneller zu brechen, je nachdem von wo die Krafteinwirkung auf dein Objekt wirkt.

Gedanken zur Füllung:

• Je mehr Füllung du hast, umso schwerer ist dein Objekt
• Je weniger Füllung du hast, umso leichter ist dein Objekt
• Die Füllung bestimmt die Stabilität
• Super geringe Füllung führt eher zu Fehlern, bei nicht Beachtung bestimmter Parameter

Welche Füllmuster gibt es in Cura?

Ordnung nach Eigenschaften

Am übersichtlichsten wäre es gewesen, das ganze als Tabelle zu machen, aber die sind mobil immer etwas schwierig darzustellen, ich hoffe, dass du dennoch mit den Daten arbeiten kannst.

Wofür welches Füllmuster verwenden?

Wenn du einen Druck in einem eher geometrischen 3D Druck machst, kannst du auf eine 2D Füllung zurückgreifen. Um so organischer die Form ist, um so eher solltest du zu einer 3D Füllung zurückgreifen, da es sich eher mit der Wand verbindet und das auch eher über einen größeren verschobenen Flächenraum, sodass du mehr Stabilität bekommst. Eine 3D-Füllung braucht jedoch mehr Platz und dadurch mehr Filament. Der größte Unterschied bei 2D zu 3D ist die Geschwindigkeit, in der es gedruckt wird / welche Zeit das Drucken in Anspruch nimmt.

Wie viel Füllung ist die richtige (Fülldichte)?

Darauf gibt’s keine pauschale Antwort. Denn klar ist: Füllung ist teuer, es kostet Material & Zeit, dennoch ist sie unerlässlich für die Stabilität und die Druckbarkeit. Bei Cosplayprops, habe ich mir mittlerweile angewöhnt eine Füllung von 10-20%, da die Objekte sehr groß sind (z.B. Schwerter). Die Belastung ist Groß, größer als man meistens denkt, denn du musst sie im Auto verstauen, sie müssen geschliffen werden, sie stoßen an Wände, werden angerempelt auf Veranstaltungen.

Wenn du dekorative Objekte druckst, kannst du auch oft auf eine geringe Dichte setzen. Setzt du aber auf Belastung, musst du neben dem verwendeten Material dann die Fülldichte kalkulieren.

100% Fülldichte

Geeignet für Objekte die eine besondere Anforderung an die Zugkraft haben, hier spielt natürlich auch die Ausrichtung auf dem Druckbett eine Rolle.

Nachteil:

• Hohes Gewicht
• Hohe Materialkosten
• Lange Druckzeit

60% Fülldichte

Teile die eine überdurchschnittliche Belastung aushalten sollen, können am besten mit 60% Dichte gedruckt werden. Gerade, auch wenn du Inlays setzen oder verschrauben willst, dann ist die Wahl hier die beste.

10-20% Fülldichte

Die Lösung für Prototypen, Standarddrucke und allem was gewichtsoptimiert sein soll. Du reduzierst die Druckzeit, das Gewicht und die Festigkeit. Man kann davon ausgehen, dass dein Objekt eine mittlere Festigkeit aufweist.

Bei der Dichte von 10% solltest du auch auf jeden Fall die nachfolgenden Tipps ansehen, um Fehldrucke zu reduzieren.

Beispiele für die entsprechende Fülldichte:

• Figuren
• Cosplay props
• Prototypen
• Modelle

Füllung / Infill Tipps für Cura

Prozentsatz Füllung überlappen

Standardmäßig liegt der Wert bei 15%, aber du kannst da auch ein wenig spielen, bedenke dabei aber, dass deine Wandlinien dadurch evtl. nicht sonderlich sauber aussehen, denn das Problem ist, dass die Linien der Füllungen sich evtl. auf der Außenseite abzeichnen. Das kannst du durch die Anzahl der Wandlinien beeinflussen.

Ebenso ist dies besonders relevant für flexible Filamente, denn diese werden besonders strapaziert. Durch die gegebene Flexibilität gibt es auch spezielle Muster, die dafür geeignet sind, diese findest du weiter oben.

Stufenweise Füllungsschritte

Das ist ein wahrer „Gamechanger“, denn nutzt die Funktion, wenn du sie auf 2 stellst, eine Anpassung der Füllung an Stellen wo dein Infill zu grob wäre. So kannst du mit weniger Füllung drucken und dabei nicht die Angst haben, dass der Druck einen Überhang nicht schafft, da die Einstellungen kurz vor dem Überhang dann eine Abstufung aufbaut. Wann das anfängt, kannst du bestimmen unter der Funktion: „Höhe stufenweise Füllungsschritte“.

Um so mehr Schritte du setzt, als höher als 2, um so feiner wird dann abgestuft. Die Funktion ist in Cura seit der Version 3.5 vorhanden.

Linienrichtungen der Füllung

In der Regel haben wir hier die Standardeinstellung von 45°, da die Motoren der X & Y-Achse hier am besten zusammenarbeiten. Ab und zu kann es schon Sinn machen, dass du den Winkel änderst, um beispielsweise in sehr dynamischen / organischen Modellen dann in den letzten Winkel zu kommen, um diese von Innen zu stützen. Alternativ ist die X-Versatz Füllung oder Y-Versatz Füllung eine denkbare Option. Durch das Verschieben des Musters kannst du auch bei einer 3D-Füllung den Winkel ausfüllen.

Füllschichtdicke

Deine Schichtdicke muss nicht gleich der Schichthöhe deiner Außenwände sein, so könnte die Füllung dicker sein & schneller drucken, während deine Außenwand feiner druckt. Du kannst so Zeit sparen als auch die Stabilität deines Drucks steigern. Standardmäßig liegt der Wert bei 0.02 mm.

Fazit

Füllung ist ein wesentlicher Bestandteil des 3D-Drucks, es entscheidet darüber wie schwer, robust oder wie hoch die Druckzeit deines Modells ist.

Durch die Füllung sparst du Mengen an Filament, gerade bei großen Objekten. Eine allgemeine Lösung kann man nie pauschal sagen, welche Füllungsdichte die perfekte ist, da der Zusammenhang an den Ansprüchen und den Objekteigenschaften hängt.