Самые Прочные Шаблоны Заполнения Для Максимальной Прочности 3D-отпечатка

Мы провели тестирование популярных шаблонов заполнения для 3D-печати, чтобы выяснить, какие геометрические формы обеспечивают наилучшую прочность и структурную целостность.

Когда речь заходит о практической 3D-печати, грань между работоспособной деталью и бракованной деталью часто скрыта внутри самого отпечатка. Выбор материала и толщина стенок, конечно, имеют значение, но когда эти параметры зафиксированы, реальным фактором, определяющим прочность, становится схема заполнения. Заполнение — это не просто наполнитель пустого пространства, оно может стать решающим фактором, определяющим, выдержит ли деталь реальные нагрузки или треснет под давлением.

Ваши слайсеры предлагают более десятка шаблонов заполнения, поскольку они влияют на прочность, вес, время печати, использование материала, вибрацию и даже на то, как деталь выходит из строя. Ни один шаблон не является «лучшим» для всех задач.

По умолчанию в большинстве слайсеров используется заполнение в виде сетки или линий, поскольку оно печатается быстрее всего и для большинства деталей подходит. Изменять шаблон заполнения нужно только в том случае, если требуется определенная прочность или опора для стенок.

Вкратце, для максимальной прочности деталей рекомендуется использовать кубическое, гироидное или треугольное заполнение на 15–25 %.

Гироид часто является фаворитом по прочности, поскольку он является самым прочным заполнением для заданного количества пластика и не имеет слабых «шарнирных» точек или пересечений, как кубический и треугольный. Деталь с 30% гироидом часто бывает такой же прочной или даже более прочной, чем деталь с 40–50% сеткой, при этом используется меньше материала. Обратите внимание, что начальное и конечное движение печатающей головки, необходимое для построения гироида, может вызвать сильную вибрацию принтера.

В этом руководстве мы подробно рассмотрим самые популярные в отрасли шаблоны заполнения, включая варианты от Bambu Studio, Cura и PrusaSlicer, чтобы выяснить, какие структуры действительно обеспечивают прочность. Мы не просто смотрим, как они заполняют пространство, но и оцениваем, как они выдерживают реальные нагрузки, сравнивая их характеристики при растяжении и сжатии.

Вот краткий обзор:

Шаблон заполнения	Прочность на растяжение	Прочность на сжатие
Сетка	Низкая	Низкая
Прямолинейный	Низкая	Низкая
Треугольники	Высокая	Средняя
Линии	Средняя	Средняя
Гироид	Средневысокая	Средневысокая
Концентрический	Высокая (только по оси Z)	Высокая (только по оси Z)
Куб	Средневысокая	Высокая
Соты	Средняя	Средняя

Чтобы объяснить, что означают эти результаты для вашего отпечатка, сначала более подробно рассмотрим настройки плотности заполнения и шаблона.

Все о заполнении

По сути, плотность заполнения означает, насколько плотной является внутренняя часть 3D-отпечатка. Обычно она выражается в процентах: 100 % означает полную плотность, а 0 % — полые детали. Таким образом, шаблон заполнения — это форма или конфигурация структуры заполнения внутри отпечатка. В слайсере можно выбрать как шаблон, так и процент заполнения.

Как правило, чем выше процент заполнения, тем выше прочность (а также расход материала, вес и время печати) и тем ниже гибкость. Но шаблон заполнения также может влиять на прочность в зависимости от того, как структура и расположение линий распределяют силы внутри. Таким образом, как и другие настройки (например, высота слоя), разные шаблоны полезны для разных применений.

Например, если вы хотите, чтобы ваша деталь выдерживала удары, вам может понадобиться другой узор заполнения, чем если вы хотите, чтобы ваша деталь выдерживала сжатие.

Лучшие шаблоны заполнения по нагрузочным случаям

Чистая прочность на сжатие	Гироид, Куб, Сетка, Треугольники, Соты
Общая (изотропная) прочность	Гироид, Куб, Треугольники
Поглощение энергии удара	Гироид, Куб, Соты
Сопротивление сдвигу	Гироид, Треугольники, Куб
Сопротивление потери устойчивости	Гироид, Куб

Существует множество шаблонов заполнения, доступных на различных слайсерах, но только некоторые из них предназначены для производства высокопрочных компонентов. Большинство из них, такие как линии, зигзаги и крестообразные шаблоны, предназначены для обычных отпечатков, которые не подвергаются сильным физическим нагрузкам, но все же должны быть достаточно прочными.

В то время как слайсеры обычно предлагают один вариант заполнения, Prusa, Bambu и другие также предлагают «адаптивное» заполнение, которое позволяет размещать более плотное заполнение вблизи стенок, верхней или нижней части детали.

Многообещающий стартап под названием SliceDog работает над программным обеспечением, которое работает с настольными слайсерами, такими как Prusa slicer и Bambu Studio, чтобы вы могли провести стресс-тестирование вашей детали и сгенерировать несколько типов заполнения в одной печати.

Выбор правильного заполнения

Чтобы оценить, какой шаблон заполнения дает самые прочные детали, необходимо обсудить несколько важных моментов. Первое — это направленная прочность шаблона заполнения, а второе — тип прочности, измеряемый при тестировании.

Направленная прочность

Не все шаблоны обеспечивают одинаковую прочность по всем трем осям (X, Y, Z), многие из них больше подходят для определенных плоскостей. Например, сетчатый шаблон обеспечивает большую прочность по оси Z (перпендикулярно линиям слоя), но слабее в плоскости XY (параллельно линиям слоя). Чтобы получить максимальную отдачу от шаблонов, которые наиболее прочны вдоль определенных осей, сориентируйте модель так, чтобы часть печати, которая должна быть прочной, была совмещена с осью, вдоль которой шаблон заполнения наиболее прочен.

Существуют также 3D-шаблоны, которые обеспечивают прочность, более сбалансированную по трем осям. В качестве компромисса прочность по отдельным осям снижается. Например, гироид обеспечивает в основном сбалансированную прочность во всех трех направлениях, но это не самый прочный шаблон по оси Z.

Тип прочности

Вторым ключевым фактором при выборе шаблона заполнения является то, какая прочность вам действительно нужна. В этой статье мы сосредоточимся на том, как распространенные шаблоны заполнения ведут себя в двух основных типах испытаний на прочность: растяжение (разрыв) и сжатие (сдавливание).

При испытании на растяжение образец растягивается путем натяжения обоих концов до момента разрыва — аналогично растягиванию пластиковой стяжки. В испытании на сжатие, напротив, деталь сдавливают внутрь — как если бы вы встали на пенопластовый блок, чтобы посмотреть, какой вес он выдержит, прежде чем сломаться.

Оба испытания полезны, потому что реальные детали, напечатанные на 3D-принтере, редко подвергаются только одному типу нагрузки. В повседневном использовании большинство объектов подвергаются одновременному воздействию сил растяжения и сжатия.

Простой способ визуализировать это — согнуть стержень до тех пор, пока он не сломается. Когда вы его сгибаете:

• Внешняя сторона растягивается и трескается (напряжение).
• Внутренняя сторона сдавливается (сжатие).

Именно это происходит со многими реальными деталями, напечатанными на 3D-принтере, такими как:

• Подставки для телефонов, которые слегка изгибаются под весом
• Держатели инструментов, которые изгибаются под нагрузкой
• Корпуса с защелками, которые сжимаются и растягиваются во время сборки

Растяжение

Испытание на растяжение помогает понять, насколько хорошо заполнитель сопротивляется разрыву. Это особенно важно для деталей, которые должны изгибаться, ломаться или выдерживать натяжение.

Хорошие примеры из реальной жизни:

• Рамы и рычаги беспилотных летательных аппаратов (БПЛА)
• Большие ручки/рукоятки (рукоятки инструментов, средства передвижения, крепления для камер)
• Протезы, компоненты носимых экзоскелетов (реквизит для фильмов)

При стандартном испытании на растяжение используется образец в форме «кости», растягиваемый по прямой линии. Однако детали, напечатанные на 3D-принтере, являются анизотропными, то есть они не обладают одинаковой прочностью во всех направлениях.

Это имеет значение, потому что:

• Растяжение вдоль напечатанных слоев (в направлении XY) требует разрыва сплошных линий пластика.
• Растяжение между слоями (в направлении Z) в основном отделяет слои друг от друга, что обычно гораздо слабее.

Вот почему большинство испытаний на растяжение проводятся в направлении XY, где напечатанные детали, как правило, наиболее прочные.

Сжатие

Испытание на сжатие показывает, насколько хорошо деталь выдерживает давление или нагрузку сверху без разрушения.

Это особенно актуально для:

• Кронштейнов для полок
• Ножек столов
• Настенных креплений
• Стойк для инструментов
• Подставок, напечатанных на 3D-принтере
• Несущих ножек или распорок

В типичном испытании на сжатие прямоугольный образец помещается в вертикальном положении между двумя пластинами и сжимается сверху и снизу до разрушения.

Как и прочность на растяжение, прочность на сжатие в 3D-печати также является анизотропной. Однако она в гораздо большей степени зависит от:

• шаблона заполнения и
• того, насколько хорошо этот шаблон распределяет силы по внутренней части детали.

По этой причине для получения значимых результатов испытания необходимо проверять сжатие в направлениях XY и Z, чтобы по-настоящему понять, как заполнение ведет себя под реальными нагрузками.

Существуют и другие силы, такие как сдвиг (сила в противоположных направлениях), изгиб (одновременное воздействие растяжения и сжатия), кручение (скручивание) и удар (внезапная ударная нагрузка).

Прочные шаблоны заполнения

Теперь, когда вы знаете немного больше о заполнении и типах прочности, пришло время рассмотреть самые прочные шаблоны заполнения. Ниже мы рассмотрим восемь самых прочных шаблонов, которые можно найти в Cura или PrusaSlicer.

Сетка

Простой по своей природе, шаблон сетка состоит из двух наборов линий, которые пересекаются друг с другом в одной и той же точке каждого слоя. Прочность сетчатого шаблона достигается за счет наложения линий друг на друга, что обеспечивает большую поддержку напечатанной структуре.

Это один из немногих узоров, который был включен во все шесть тестов. При сравнении с другими заполнениями шаблон сетка оказался на нижней границе во всех трех исследованиях на растяжение. По мнению Machine Bros, он оказался худшим при расчете прочности на вес.

В испытаниях на сжатие он оказался не самым худшим, но вторым, что не намного лучше. В тесте на сжатие, проведенном CNC Kitchen, они обнаружили значительно большую прочность (около 70 %) при изменении ориентации с направления XY на направление Z. Для 2D-шаблона, слои которого печатаются непосредственно поверх предыдущего слоя, это не является большим сюрпризом.

• Прочность на разрыв: Низкая
• Прочность на сжатие: Низкая

Зигзаг

Шаблон Зигзаг похож на Сетку, но на одном слое печатает линии только в одном направлении, меняя ориентацию печати на 90° для печати следующего слоя. Это один из самых быстропечатающих шаблонов заполнения, что делает его популярным выбором.

Это еще один претендент, который присутствовал во всех тестах. Как и в случае с сетчатым заполнением, показатели шаблона Зигзаг были ниже в тестах на растяжение и сжатие. В испытаниях на прочность при растяжении шаблона Зигзаг показал худшие результаты, чем Сетка, за исключением исследования Lalegani et al., где использовались стандартные образцы в форме собачьей кости, что позволяет предположить, что он лучше работает на определенной оси, чем под нагрузкой на сдвиг.

При испытании на прочность при сжатии результаты исследований совпали. Они снова обнаружили, что прочность на сжатие в направлении Z значительно выше, чем в направлении XY, примерно на 60 %. Так как это двухмерный шаблон, то логично, что он имеет хорошую прочность.

• Прочность на растяжение: Низкий
• Прочность на сжатие: Низкая

Треугольник

Шаблон «Треугольник» похож на шаблон «Сетка», но вместо пересечений под прямым углом, этот шаблон пересекается под углом 60 градусов. Сила этого узора обусловлена тем, что треугольник — один из самых прочных геометрий в природе, поскольку каждая сторона может эффективно распределять нагрузку на две другие.

Треугольник был последним из трех претендентов, которые присутствовали в шести тестах. Во всех трех исследованиях на растяжение наблюдались значительные различия в характеристиках треугольного шаблона. В то время как в CNC Kitchen этот узор оказался самым прочным, испытания, проведенные Lalegani et al. и The Machine Bros Solutions, показали более низкую прочность по сравнению с другими шаблонами, например сеткой. Это говорит о том, что треугольники могут быть отличным вариантом для защиты от сдвига.

Результаты по прочности на сжатие показали более прочные результаты во всех исследованиях, оказавшись лучше, чем сетка и зигзаг во всех условиях. Самым сильным направлением является направление Z, что еще раз говорит о том, что двумерные элементы заполнения хорошо работают на сжатие перпендикулярно линиям слоев. В направлении XY треугольники оказались прочнее сетки и прямолинейного шаблона, что, вероятно, связано с тем, что форма треугольника способствует рассеиванию напряжения.

• Прочность на растяжение: Средняя
• Прочность на сжатие: Средняя

Линии

Подобно шаблону Зигзаг, шаблон заполнения линиями представляет собой набор линий, которые печатаются в одном направлении в одном слое и в противоположном направлении в следующем слое. Ключевое отличие заключается в том, что выдавливаемые линии одного слоя не перекрываются. Это делает данный шаблон одним из самых быстрых в печати.

Этот шаблон был протестирован только на сжатие и результаты исследований в значительной степени совпали. CNC Kitchen и Pernet et al. испытали шаблон заполнения в направлении Z, где он оказался одним из самых прочных. Однако в направлении XY как Slant 3D, так и CNC Kitchen обнаружили, что он имеет среднюю прочность, которая лучше, чем у сетки и прямолинейных, но хуже, чем у 3D-шаблонов.

• Прочность на разрыв: Не тестировали
• Прочность на сжатие: Средняя

Гироид

3D-шаблон Гироид, безусловно, выглядит круто. В нем используются повторяющиеся математически рассчитанные кривые, уложенные необычным образом. Сила этого шаблона достигается за счет перекрытия кривых примерно через каждые три слоя (в зависимости от слайсера) и математической природы формы кривых.

Эффективность кривых при внутреннем распределении нагрузки может быть причиной того, что этот шаблон показал достойные результаты в тестах на сжатие. Хотя это не самый прочный шаблон, он был самым равномерным, обеспечивая одинаковую прочность во всех направлениях. Это похоже, но немного слабее, на поведение другого 3D-шаблона — Куб.

К сожалению, похоже, что его популярность оказалась недостаточной для того, чтобы его учитывали при испытаниях на разрыв.

• Прочность на разрыв: Не тестировали
• Прочность на сжатие: Средняя

Концентрический

Это один из самых нетрадиционных узоров, которые вы можете найти. Его отличные гибкие свойства компенсируют отсутствие изотропной практичности в структурном плане. Идеально подходит для гибких конструкций, и удивительно, как хорошо он показал себя во время тестов.

Этот шаблон — наш главный претендент на победу. Прежде чем рассказать о результатах, мы должны упомянуть, что Lalegani et al. испытывали его только на прочность при растяжении, а Pernet et al. — на прочность при сжатии. Однако эти два теста соответствовали официальным стандартам испытаний: стандарт ASTM D638 для испытаний на растяжение и стандарт ASTM D695 для испытаний на сжатие.

В этих исследованиях концентрический шаблон занял первое место по прочности на растяжение и второе — по прочности на сжатие в направлении Z. Однако его не испытывали на сжатие в направлении XY, которое, исходя из его структуры, было бы самым слабым местом. Тем не менее, его прочность в направлении Z как на растяжение, так и на сжатие не вызывает сомнений.

• Прочность на растяжение: Высокая (направление Z)
• Прочность на сжатие: Высокая (направление Z)

Куб

Шаблон заполнения «Куб» создает диагонально сложенные кубы, напоминающие при печати правильные и перевернутые пирамиды. Этот узор обеспечивает трехмерную прочность благодаря структурной целостности пересекающихся треугольников.

Хотя этот шаблон не был испытан на растяжение, он показал значительно лучшие результаты, чем предыдущие претенденты, во время испытаний на сжатие. Прочность 3D-шаблона в меньшей степени зависит от направления силы. CNC Kitchen провела испытания на сжатие в направлениях Z и XY и показала, что последний вариант лишь немного прочнее и в целом является лучшим.

Slant 3D, проводивший испытания в направлении XY, также обнаружил, что кубический шаблон является самым прочным из всех испытанных, в то время как Pernet, проводившие испытания в направлении Z, сообщили о средней прочности на сжатие. Обратите внимание, что это противоположно тому поведению, которое мы наблюдали в предыдущих 2D-шаблонах, где прочность вдоль направления Z была значительно выше. Потенциально это может быть следствием 3D-структуры, в которой слои не печатаются непосредственно друг на друге, поэтому напряжение не может передаваться непосредственно вниз.

Еще одним интересным фактом об этой детали от CNC Kitchen является то, что на ее печать ушло заметно больше времени: время печати было нормировано на 125 %, а вес модели был таким же, как у большинства других деталей, если не меньше.

• Прочность на разрыв: Не тестировали
• Прочность на сжатие: Высокая

Соты

Шаблон «Соты» копирует общую форму сот и повторяет маленькие шестиугольные 2D-структуры по всей площади модели. Сила этого узора достигается за счет чередования жестких геометрических форм. Неудивительно, что этот узор является одной из любимых структур природы.

Этот популярный узор попал на пьедестал почета, показав один из лучших результатов по всем показателям и победив в двух из трех испытаний на прочность на растяжение (CNC Kitchen и The Machine Bros Solutions) и на сжатие (CNC Kitchen и Slant 3D). В различных исследованиях он показал хорошие результаты как при растяжении, так и при сжатии.

По прочности на растяжение он показал наилучшие результаты среди всех шаблонов заполнения, испытанных компанией The Machine Bros Solutions и уступил только шаблону треугольников в исследовании CNC Kitchen.

Прочность на сжатие в направлении Z была выше, чем в направлении XY, что является типичным поведением, наблюдаемым при использовании 2D-наполнителей. В данном случае прочность на сжатие в направлении Z была на 60 % выше.

Стоит также отметить, что CNC Kitchen обнаружила, что шаблон заполнения «Соты» имеет исключительно высокое нормализованное время печати на прочность. Такое необычно высокое время печати объясняется постоянным изменением направления при печати рисунка.

• Прочность на растяжение: Высокая
• Прочность на сжатие: Высокая

Заполнения, свойственные конкретным слайсерам

Наше исследование прочности шаблонов заполнения основано на источниках, указанных в конце этой статьи, но производители 3D-слайсеров, такие как Bambu Lab, Prusa и Cura, дают несколько иные оценки своих собственных шаблонов, поэтому ниже мы приводим информацию от этих компаний.

Объяснение параметров заполнения Prusa Slicer

Шаблон заполнения	Прочность	Скорость	Использование материала	Лучший вариант использования / назначение
Гироид	Равная прочность во всех направлениях; хорошее соотношение прочности и веса	Довольно быстрый	Экономия материала	Универсальный «лучший во всех отношениях» заполнитель; нет пересечений в одном слое
Куб	Не указано	Аналогично другим базовым заполнениям	Аналогично другим базовым заполнениям	Создает много воздушных карманов (теплоизоляция / плавучесть)
Адаптивный куб	Аналогичные механические свойства (по сравнению с прямолинейным)	Более короткое время печати	Низкое; ~1/4 меньше, чем прямолинейный	Крупные отпечатки: более плотный у стен/сверху/снизу, низкая плотность в центре
Кубическая поддержка	Не улучшает механические качества	Самая низкая (на сегодняшний день) из поддерживаемых заполнений	Самая низкая (на сегодняшний день) из поддерживаемых заполнений	В первую очередь для поддержки верхних слоев с максимальной экономией материала
Прямолинейная	Не указано	Одна из самых быстрых	Экономит филамент	Базовая заполняющая структура
Выровненная прямолинейная	Не указано	Экономит время	Средняя	Заполнение параллельными линиями
Сетка	Более прочная; лучшая адгезия слоев, чем у прямолинейной	Одна из самых простых и быстрых	Не указано	Быстрое/простое заполнение; недостаток: пересечения в одном слое накапливают материал
Треугольники	Не указано	Практически идентично сетке	Практически идентично сетке	Заполнение в виде сетки, напечатанное в трех направлениях, образующее треугольную структуру
Звезды	Не указано	Аналогично треугольникам	Аналогично треугольникам	Шаблон на основе треугольников со сдвинутыми контурами, образующими шестиконечные звезды
Линия	Не указано	Аналогично прямолинейному	Аналогично прямолинейному	Без пересечений на одном слое; линии печатаются под острым углом (не параллельно)
Концентрические	Полезно для гибких моделей	Медленнее (главный недостаток — время, затрачиваемое на печать)	Не выше, чем предыдущие типы	Прослеживает периметр фигур внутрь; полезно для прозрачных деталей или гибких моделей
Соты	Главное преимущество — механическая прочность	До ~2× дольше, чем предыдущие варианты	Выше (~25% больше, чем другие заполнения)	Прочное/механически устойчивое заполнение
3D соты	Не указано	Немного хуже, чем соты	Немного хуже, чем соты	Нет пересечений в одном слое, но могут образовываться небольшие зазоры между слоями
Кривая Гильберта	Не указано	Более медленная (между сотами и прямолинейной)	Аналогично прямолинейной	Легче заполнять эпоксидной смолой/жидкостью (большие полости против множества мелких пузырьков)
Хорды Архимеда	Помогает с гибкостью (как концентрические) при использовании гибкого филамента	Экономит время (по сравнению с прямолинейными)	Экономит материал (по сравнению с прямолинейными)	Спирально-скрученный шаблон, который легче заполнять жидкостью; также помогает с гибкостью для печати гибким филаментом
Спиральная Октаграмма	Может способствовать гибкости для определенных моделей	Немного длиннее, чем Хорды Архимеда	Аналогично Хорды Архимеда	Более крупные ячейки для удобного заполнения жидкостью; в основном для эстетических целей и поддержки верхнего слоя
Молния	Не указано	Не указано	Экономит больше материала, чем Кубическая поддержка	Поддержка верхней поверхности при минимальном использовании материала)

Объяснение вариантов заполнения Bambu Studio

Шаблон заполнения	Прочность	Скорость	Использование материала	Типичный случай использования / Цель
Гироид	Высокая (изотропная)	Средняя	Среднее	Сбалансированная прочность во всех направлениях; заполнение общего назначения
Куб	Хорошая	Быстрая	Среднее	Хорошая общая прочность; печатается быстрее, чем гироид
Адаптивный куб	Хорошая вблизи стенок	Быстрая	Низкое	Более плотный вблизи поверхностей, в целом более легкий
Кубическая поддержка	Умеренная	Быстрая	Низкое	Минимизирует количество материала; эффективно поддерживает верхние слои
Сетка	Умеренная	Быстрая	Среднее	Простая, быстрая заливка; базовая структурная поддержка
Прямолинейная	Умеренная	Быстрая	Среднее	Базовая прямолинейная заливка; подходит для быстрой печати
Выровненная прямолинейная	Умеренная	Быстрая	Среднее	Прямолинейное заполнение, выровненная по осям детали
Линия	Низкая	Самая быстрая	Низкое	Очень быстрая, но минимальная внутренняя поддержка
Концентрический	Низкая	Медленная	Средняя	Круговое/контурное заполнение; хорошо подходит для гибких деталей
Кривая Гильберта	Умеренная	Средняя	Среднее	Нетрадиционный непрерывный путь; эстетичные или заполненные полости
Хорды Архимеда	Умеренная	Средняя	Среднее	Спиралеобразное заполнение; может помочь распределить нагрузку
Спиральная Октаграмма	Умеренная	Средняя	Среднее	Спираль с большими открытыми областями; легко заполняется жидкостью
Перекрестная решетка	Хорошая	Быстрая	Среднее	Чередующиеся поперечные линии; хороший компромисс между прочностью и скоростью
Зигзаг	Средняя	Быстрая	Среднее	Простые угловые линии; сбалансированная скорость и поддержка
Перекрестный зигзаг	Средняя	Средняя	Среднее	Переплетенные зигзаги; большая поддержка, чем у зигзага
Locked Zag	Хорошая	Средняя	Среднее	Сбалансированный внешний вид и прочность; вариант заполнения зигзагом
Молния	Умеренная (высокая в верхней части)	Средняя	Низкое	Более редкая структура ответвлений; поддерживает верхние слои с меньшим количеством материала

Объяснение параметров заполнения в Cura

Шаблон заполнения	Прочность	Скорость	Использование материала	Типичный случай использования / Цель
Сетка	Хорошая (2D-прочность)	Высокая	Среднее	Сбалансированная прочность и время печати; повседневная печать
Линии	Низкая	Самая высокая	Низкое	Быстрая печать и минимальное использование материала; декоративные детали
Треугольники	Хорошая	Среднее	Среднее	Прочная 2D-поддержка; функциональные печати
Шестиграник из треугольников	Лучше, чем треугольники	Средняя	Среднее	Устойчивая к сдвигу 2D-заполнение
Куб	Хорошая (3D-прочность)	Средняя	Среднее	3D-внутренняя поддержка; более прочная в нескольких направлениях
Динамический Куб	Хорошая	Средняя	Ниже, чем куб	Более легкий вариант заполнения куб
Октет	Высокая (3D)	Низкое	Высокая	Жесткие и прочные детали
Гироид	Высокая (изотропная)	Среднее	Среднее	Сбалансированная прочность и количество материала; уменьшает расслоение
Концентрическое	Низкая	Медленнее	Среднее	Гибкие отпечатки; повторяет форму контура
Крестовое	Умеренная	Средняя	Среднее	Пересекающиеся линии; хорошая общая поддержка
Зигзаг	Низкая	Быстрая	Низкое	Простая угловая поддержка и быстрая печать
Крестовое 3D	Хорошая (3D)	Средняя	Среднее	3D пересекающаяся решетка
Молния	Низкая до средней	Быстрая	Низкое	Минимальное количество материала с хорошей верхней поддержкой
Вариант октата (например, шаблон октата)	Высокая	Средняя до медленной	Среднее до высокой	Прочная 3D-структура (если доступно)

Дополнительные шаблоны заполнения, включая сотовый шаблон, доступны через плагин Cura. Вы также можете добавить свои собственные шаблоны заполнения.

Тесты

Прежде чем перейти к рассмотрению деталей, необходимо ознакомиться с нашими источниками. Мы собрали данные из следующих шести наборов тестов, чтобы дать непредвзятый и объективный взгляд на лучшие шаблоны заполнения:

• Тест на прочность толщины заполнения и оболочки (CNC Kitchen): Испытание на прочность при растяжении в направлении XY на отпечатках в форме крючка с 30%-ным заполнением.
• Тест на прочность шаблона заполнения (CNC Kitchen): Испытание на прочность при сжатии в направлениях XY и Z на отпечатках в форме куба, каждая сторона длиной 20 мм с 10 % заполнением.
• Тест на прочность шаблона заполнения (Slant 3D): Испытание на прочность при сжатии в направлении XY на отпечатках кубической формы с 20 % заполнением.
• Тест на прочность шаблонов заполнения (The Machine Bros Solutions): Испытание на прочность при растяжении в направлении XY на стандартных отпечатках в форме собачьей кости с 30-42 % заполнения с учетом веса.
• Тест на прочность при сжатии шаблонов заполнения (Pernet et al.): Испытание на прочность при сжатии в направлении Z на стандартных (ASTM D695) отпечатках в форме цилиндра с 20, 40, 60, 80 и 100% заполнением.
• Тест прочности на растяжение отпечатков с заполнением (Lalegani et al.): Прочность на разрыв в направлении XY на стандартных (ASTM D638) отпечатках в форме собачьей косточки с 10-50% заполнением в зависимости от шаблона.

Однако проблема всех этих исследований заключается в том, что каждое из них использует свой собственный подход к тестированию, будь то нестандартная геометрия образцов или различные процентные доли заполнения, используемые во всех исследованиях. Очевидно, что единая всеобъемлющая оценка еще не разработана, но можно прийти к общему, ненаучному консенсусу.