Infill در پرینت سه بعدی چیست؟ | راهنمای کامل تراکم داخلی مدل در چاپگر سه‌ بعدی

infill در پرینت سه بعدی یکی از مهم‌ترین بخش‌های تنظیمات چاپ است که به‌طور مستقیم بر کیفیت، استحکام، وزن و حتی مدت زمان چاپ تأثیر می‌گذارد. در واقع، اینفیل همان ساختار داخلی قطعه است که بین دیواره‌های بیرونی مدل سه‌بعدی شکل می‌گیرد و می‌توان آن را با درصدها و الگوهای مختلفی طراحی کرد. اگرچه دیواره‌ها ظاهر مدل را شکل می‌دهند، اما این پرشوندگی یا تراکم داخلی است که پشت‌صحنه عملکرد فنی قطعه را تعیین می‌کند.

از ساخت قطعات ظریف تزئینی گرفته تا مدل‌هایی که باید بار مکانیکی تحمل کنند، تنظیمات infill در پرینتر سه بعدی به شما اجازه می‌دهد میان سرعت چاپ، مصرف ماده، و استحکام سازه تعادل ایجاد کنید. در این راهنما، به بررسی مفهوم اینفیل در پرینت سه بعدی، انواع الگوهای پرشوندگی، و نکاتی برای انتخاب درصد مناسب تراکم داخلی در پرینت سه بعدی می‌پردازیم تا بتوانید بهترین نتایج را از چاپگر سه‌بعدی خود بگیرید.

Infill در پرینت سه‌ بعدی چیست؟

Infill یا تراکم داخلی به ساختار درونی قطعه‌ای گفته می‌شود که در فرآیند چاپ سه‌بعدی بین دیواره‌های بیرونی مدل قرار می‌گیرد. این ساختار داخلی نقش بسیار مهمی در تعیین وزن، استحکام، پایداری و حتی زمان چاپ قطعه ایفا می‌کند. همان‌طور که در سازه‌های عمرانی مانند پل‌ها، بخش‌های پنهان داخلی برای تحمل نیروهای وارد شده طراحی می‌شوند، در چاپ سه‌بعدی نیز این پرشوندگی داخلی وظیفه‌ای مشابه بر عهده دارد.

در بیشتر روش‌های چاپ سه‌بعدی، به‌ویژه در تکنولوژی FDM، درون مدل به‌طور کامل توپر چاپ نمی‌شود. در عوض، از الگوهای خاصی برای ایجاد شبکه‌ای داخلی استفاده می‌شود که هم در مصرف فیلامنت صرفه‌جویی می‌کند و هم باعث کاهش زمان چاپ می‌شود، بدون آن‌که استحکام قطعه به‌طور محسوس کاهش پیدا کند.

نکته مهم اینجاست که اینفیل در پرینت سه بعدی کاملاً قابل تنظیم است؛ هم از نظر درصد تراکم داخلی (مثلاً 20٪ یا 80٪) و هم از نظر الگوی پرشوندگی (مانند شش‌ضلعی، شبکه‌ای یا سه‌گوش). هرکدام از این تنظیمات تأثیر مستقیمی بر ویژگی‌های مکانیکی، وزن نهایی قطعه و زمان چاپ دارند.

برای مثال:

• اگر قطعه‌ای نیاز به استحکام بالا داشته باشد، باید تراکم داخلی بالا و الگویی مقاوم انتخاب شود.
• اما برای نمونه‌های اولیه یا قطعات نمایشی، اینفیل سبک و کم‌تراکم انتخاب بهتری است.

به زبان ساده، infill در پرینت سه بعدی همان بخش «پنهان اما مؤثر» هر چاپ است که نتیجه نهایی را تا حد زیادی تحت تأثیر قرار می‌دهد.

چرا Infill در پرینت سه‌ بعدی اهمیت دارد؟

Infill یا همان تراکم داخلی یکی از اجزای اساسی در چاپ سه‌بعدی است که تأثیر مستقیمی بر عملکرد نهایی قطعه چاپ‌شده دارد. اگرچه اینفیل در ظاهر دیده نمی‌شود، اما نقش آن در استحکام، دوام، وزن، و حتی سرعت چاپ انکارناپذیر است.

در درجه اول، اینفیل باعث تقویت ساختار داخلی قطعه می‌شود. بدون پرشوندگی مناسب، دیواره‌های بیرونی مدل به تنهایی قادر به تحمل فشارهای مکانیکی نیستند و ممکن است به‌راحتی دچار ترک یا شکست شوند؛ مخصوصاً در قطعاتی که کاربرد عملی یا مکانیکی دارند.

الگوهای مختلفی از infill مانند شبکه‌ای (Grid) یا شش‌ضلعی (Honeycomb) به‌گونه‌ای طراحی شده‌اند که بتوانند نیروهای وارد شده را به‌شکل مؤثر توزیع کنند و از تغییر شکل یا آسیب به قطعه جلوگیری نمایند. هر الگویی، بسته به کاربرد قطعه، مزایای خاص خود را دارد.

علاوه بر تقویت استحکام، infill به بهینه‌سازی مصرف فیلامنت و زمان چاپ نیز کمک می‌کند. استفاده از تراکم داخلی پایین‌تر به معنای مصرف کمتر مواد و کاهش قابل توجه در زمان چاپ است. این ویژگی زمانی اهمیت بیشتری پیدا می‌کند که مدل‌های بزرگ و حجیم را چاپ می‌کنید و نیازی به پرشوندگی صددرصدی ندارید.

همچنین، اینفیل می‌تواند ویژگی‌های مکانیکی قطعه را تغییر دهد. به‌عنوان مثال:

• تراکم پایین باعث کاهش وزن و افزایش انعطاف‌پذیری می‌شود و برای قطعات نمونه‌سازی یا غیرعملیاتی ایده‌آل است.
• در مقابل، تراکم بالا موجب افزایش مقاومت کششی و تحمل بار می‌شود که برای قطعات کاربردی یا تحت فشار ضروری است.

در نهایت، درک صحیح از اهمیت infill در پرینت سه‌بعدی به شما این امکان را می‌دهد که تعادل مناسبی بین استحکام، وزن، هزینه و زمان چاپ برقرار کنید و از پرینتر خود به شکل هوشمندانه‌تری بهره ببرید.

پارامترهای اصلی اینفیل در پرینت سه‌ بعدی چیست؟

وقتی صحبت از اینفیل یا Infill در پرینت سه‌ بعدی می‌شود، منظور ساختار داخلی قطعه‌ای‌ست که پرینتر به‌صورت شبکه‌ای یا الگوهای خاص درون آن را پر می‌کند. اما فقط یک گزینه برای تنظیم تراکم داخلی در پرینت سه بعدی وجود ندارد! چندین پارامتر مهم برای تنظیمات اینفیل در پرینت سه بعدی وجود دارند که به‌طور مستقیم روی استحکام، وزن، زمان چاپ و مصرف فیلامنت تأثیر می‌گذارند. شناخت این گزینه‌ها به شما کمک می‌کند تا دقیقاً همان چیزی را پرینت بگیرید که نیاز دارید؛ چه یک مدل سبک‌وزن تزئینی باشد و چه قطعه‌ای مهندسی با تحمل فشار بالا.

چند پارامتر اصلی در تنظیمات اینفیل:

• چگالی اینفیل (Infill Density): مشخص می‌کند چه درصدی از فضای داخلی قطعه با فیلامنت پر شود. چگالی پایین (مثلاً ۱۰ تا ۲۰ درصد) مناسب مدل‌های سبک است، در حالی که چگالی بالا برای قطعات مستحکم استفاده می‌شود.
• الگوی اینفیل (Infill Pattern): شکل هندسی ساختار داخلی را تعیین می‌کند؛ از جمله الگوهایی مثل Grid، Honeycomb، Gyroid و غیره. هر الگو ویژگی‌های متفاوتی در توزیع فشار و استحکام دارد.
• جهت اینفیل (Infill Direction): زاویه یا مسیر خطوط داخلی را مشخص می‌کند. با تغییر جهت، می‌توان مقاومت قطعه را در برابر نیروهای خاص بهبود داد.
• میزان هم‌پوشانی اینفیل با دیواره‌ها (Infill Overlap): مشخص می‌کند چه مقدار از اینفیل به دیواره‌های بیرونی متصل باشد. هم‌پوشانی بیشتر، چسبندگی و استحکام قطعه را افزایش می‌دهد.
• ارتفاع لایه (Layer Height): ضخامت هر لایه پرینت‌شده را مشخص می‌کند. لایه‌های ضخیم‌تر، سرعت چاپ را افزایش می‌دهند ولی ممکن است جزئیات را کاهش دهند.
• سرعت چاپ اینفیل (Infill Print Speed): معمولاً اینفیل را با سرعت بیشتر چاپ می‌کنند تا زمان چاپ کاهش یابد. اما اگر دقت مهم باشد، می‌توان سرعت را کاهش داد.
• عرض اکستروژن اینفیل (Infill Extrusion Width): مشخص می‌کند نازل چه عرضی از فیلامنت را برای اینفیل پخش کند. عرض بیشتر باعث افزایش استحکام، ولی مصرف بیشتر فیلامنت می‌شود.

در ادامه با هر یک از این پارامترها بیشتر آشنا میشویم.

تراکم Infill در پرینت سه بعدی یا Infill Density چیست؟

تراکم infill در پرینت سه بعدی به میزان پر بودن فضای داخلی قطعه‌ی چاپ‌شده اشاره دارد و معمولاً در نرم‌افزارهای اسلایسر( Slicer ) به‌صورت درصدی از ۰٪ تا ۱۰۰٪ تنظیم می‌شود. تراکم صفر یعنی قطعه کاملاً توخالی و تراکم صد درصدی به معنای یک قطعه‌ی کاملاً توپر است.

هر چه infill فشرده‌تر باشد، قطعه سنگین‌تر، محکم‌تر و مصرف فیلامنت بیشتر خواهد داشت. به همین دلیل، انتخاب درصد مناسب infill تأثیر مستقیمی بر مواردی مثل وزن، مقاومت، زمان چاپ، مصرف مواد و حتی شناوری قطعه دارد.

چه تراکمی را باید انتخاب کنیم؟

انتخاب تراکم مناسب بستگی به نوع کاربرد قطعه دارد. در ادامه به چند توصیه‌ی عمومی اشاره می‌کنیم:

• پرینت‌های معمولی (استاندارد): اگر قطعه فقط جنبه‌ی ظاهری یا آزمایشی دارد، تراکم ۱۵٪ تا ۵۰٪ انتخاب خوبی است. این محدوده باعث صرفه‌جویی در زمان و مواد مصرفی می‌شود، در حالی که استحکام کافی برای کاربردهای سبک را حفظ می‌کند.
• قطعات کاربردی و مکانیکی: برای قطعاتی که باید فشار و نیروی بیشتری تحمل کنند، تراکم بیش از ۵۰٪ توصیه می‌شود. در برخی موارد خاص، استفاده از ۱۰۰٪ infill نیز منطقی است؛ مثلاً در براکت‌های مکانیکی، ابزارهای پرینت‌شده یا قطعاتی که دائماً تحت فشار قرار دارند.
• فیگورها و مدل‌های نمایشی: اگر هدف فقط نمایش و دکور است، تراکم ۰٪ تا ۱۵٪ کفایت می‌کند. چنین قطعاتی بسیار سبک هستند و با سرعت بیشتری چاپ می‌شوند، اما از نظر مقاومت ضعیف‌ترند.
• قطعات انعطاف‌پذیر (مثلاً با فیلامنت TPU): در اینجا، هر تراکمی قابل استفاده است، اما هر چه تراکم بیشتر باشد، انعطاف‌پذیری کاهش می‌یابد. اگر به نرمی و خم‌شدن بیشتر نیاز دارید، infill پایین‌تری را انتخاب کنید.

استفاده از پروفایل‌ها و تنظیمات آماده در Slicerها 

اکثر نرم‌افزارهای مدرن برش (Slicer) مانند Bambu Studio یا UltiMaker Cura، تنظیمات آماده برای تراکم داخلی یا همان infill در پرینت سه بعدی دارند که بسته به نیاز کاربر انتخاب می‌شوند:

• در Bambu Studio می‌توانید از حالت‌هایی مثل Standard، Strong یا Draft استفاده کنید. این حالت‌ها به‌صورت خودکار تراکم و سایر پارامترهای مربوطه را تنظیم می‌کنند.
• Cura نیز پروفایل‌هایی مانند Visual، Engineering و Draft دارد که با توجه به کاربرد قطعه، تراکم مناسب را پیشنهاد می‌دهند. البته این ویژگی‌ها در حال حاضر فقط برای پرینترهای سری UltiMaker S در دسترس هستند.

الگوهای پرکننده (Infill Pattern) در پرینت سه بعدی

الگوهای پرکننده infill ها ساختار و شکل ماده داخل قطعه چاپ‌شده را تعیین می‌کنند و تاثیر زیادی روی استحکام، وزن، زمان چاپ و حتی ظاهر داخلی قطعه دارند. این الگوها می‌توانند از خطوط ساده تا شکل‌های هندسی پیچیده متغیر باشند و هر کدام ویژگی‌های خاص خود را دارند.

نرم‌افزارهای مختلف اسلایسر، الگوهای متنوعی برای تراکم داخلی در پرینت سه بعدی ارائه می‌دهند. برای مثال، Cura نسخه ۵.۱۰ چهارده الگوی مختلف، PrusaSlicer نسخه ۲.۹ هفده الگو و Simplify3D شش الگوی اینفیل دارد.
همان‌طور که میزان چگالی پرکننده را متناسب با نیاز انتخاب می‌کنید، انتخاب الگوی اینفیل مناسب نیز اهمیت زیادی دارد. هر الگو ویژگی‌هایی مانند پیچیدگی ساختار، مصرف مواد و نحوه توزیع نیرو در جهات مختلف را دارد. مثلاً الگوی Gyroid ساختار سه‌بعدی پیوسته ایجاد می‌کند و استحکام بیشتری دارد ولی مصرف مواد آن نسبت به الگوهای ساده‌تر مثل خطوط بیشتر است.

کدام الگوی پرشوندگی در پرینت سه بعدی را انتخاب کنیم؟

در ادامه با ۱۴ الگوی رایج infill در پرینت سه بعدی آشنا می‌شویم، ویژگی‌ها و کاربردهای هر کدام را بررسی می‌کنیم تا بتوانید متناسب با نیاز قطعه، بهترین گزینه را انتخاب کنید.

1. خطی (Lines):

 این الگو شامل خطوطی است که در یک جهت (محور X یا Y) و در لایه‌های جایگزین چاپ می‌شوند. این الگوی infill در پرینت سه بعدی سرعت چاپ را بالا می‌برد و مصرف مواد کمی دارد، اما استحکام فقط در دو بعد ایجاد می‌کند. مناسب نمونه‌های اولیه یا قطعات غیرساختاری مثل نگه‌دارنده‌های ساده است.

2. شش‌ضلعی (Honeycomb):

 شکل شش‌ضلعی شبیه به ساختار کندوی عسل است و استحکام مناسبی با مصرف متوسط مواد فراهم می‌کند. برای قطعاتی که نیاز به سختی یکنواخت و مقاومت در برابر ضربه یا لرزش دارند، مثل بدنه پهپاد یا قطعات اسکیت، بسیار مناسب است.

3. شبکه (Grid):

شبکه خطوط دوبعدی در هر لایه است که استحکام خوبی در دو جهت فراهم می‌کند. مصرف مواد متوسط و زمان چاپ متوسط دارد. این الگوی پرشوندگی در پرینت سه بعدی برای قطعاتی مانند پایه‌ها یا نگه‌دارنده‌ها کاربرد دارد که نیاز به استحکام و دوام دارند.

4. مثلثی (Triangles):

 الگوی مثلثی خطوطی در سه جهت روی صفحه XY ایجاد می‌کند. استحکام خوبی در دو بعد دارد و برای قطعات تخت و پوشش‌های غیر باربر مانند کاورهای مکانیکی مناسب است.

5. سه‌شش‌ضلعی (Tri-hexagon):

 ترکیبی از خطوط در سه جهت که الگوی شش‌ضلعی با مثلث‌های بین آن‌ها ایجاد می‌کند. استحکام خوب دو بعدی و ظاهر جذابی دارد. برای قطعات دکوری یا پنل‌های بلندگو کاربرد دارد.

6. مکعبی (Cubic):

 مکعب‌های کج‌شده به اندازه ۴۵ درجه که استحکام سه‌بعدی عالی فراهم می‌کنند. مصرف مواد و زمان چاپ بیشتر است. مناسب قطعات مکانیکی که بار از جهات مختلف وارد می‌شود مثل بازوهای پهپاد و اتصالات است.

7. مکعبی تقسیم‌بندی شده (Cubic Subdivision):

نسخه هوشمندتر مکعبی که مصرف مواد کمتری دارد و سرعت چاپ را بالا می‌برد. مکعب‌های بزرگ‌تر در مرکز قرار می‌گیرند و چگالی اطراف را بیشتر می‌کند. مناسب قطعات بزرگ با دیواره‌های ضخیم مثل درب جعبه ابزار.

8. یک‌چهارم مکعبی (Quarter Cubic):

 شامل تتراهدرون‌ها (چهاروجهی‌ها) و نوعی تتراهدرون کوتاه شده که استحکام بالا و توزیع بار مناسب ایجاد می‌کند. برای قطعات باریک و کاربردی مثل پوسته ربات یا فواصل‌سنج‌ها عالی است، اما ممکن است کیفیت سطح چاپ را کمی تحت تاثیر قرار دهد.

9. صاعقه (Lightning):

ساختاری شبیه به شاخه‌های درخت یا صاعقه که فقط در نقاط مورد نیاز ماده مصرف می‌کند. مصرف مواد و زمان چاپ را به شدت کاهش می‌دهد و برای نمونه‌های اولیه یا مدل‌های تزئینی مناسب است.

10. ضربدری (Cross):

الگوی ضربدری برای مواد انعطاف‌پذیر عالی است. خطوطی به شکل صلیب که اجازه خم شدن و پیچیدن را می‌دهد ولی مقاومت عمودی کمی دارد. مناسب گریپ‌های ارگونومیک، قاب گوشی‌های انعطاف‌پذیر و دستگاه‌های فشاری.

11. ضربدری سه‌بعدی (Cross 3D):

 نسخه نرم‌تر و انعطاف‌پذیرتر الگوی ضربدری است که در تمام جهات انعطاف دارد ولی زمان برش بیشتر می‌شود. برای چاپ‌های هنری و دکوری مثل چراغ‌ها یا گلدان‌های تزئینی ایده‌آل است.

12. جیرود (Gyroid):

 یکی از زیباترین و قوی‌ترین الگوهاست که ساختاری سه‌بعدی با خمیدگی‌های نامنظم دارد. تعادل خوبی بین استحکام، مصرف مواد و زمان چاپ ایجاد می‌کند. مناسب قطعاتی مانند اندام مصنوعی، دسته دوچرخه و ساختارهای آئرودینامیکی است.

13. اوکتت (Octet):

 شبیه به الگوی مکعبی ولی با اشکال مربعی بیشتر که استحکام سه‌بعدی بالایی دارد. برای قطعات مهندسی دقیق مانند نگه‌دارنده موتور، قطعات پرینتر سه‌بعدی و فیکسچرهای کارگاهی مناسب است.

14. متحدالمرکز (Concentric):

 الگوی خطوط متحدالمرکز که به شکل خطوطی دور تا دور قطعه مطابق با لبه‌های آن است. سرعت چاپ بالا و مصرف مواد کم دارد. برای قطعات انعطاف‌پذیر مانند واشرهای TPU، ضربه‌گیرها یا بندهای قابل پوشیدن کاربرد دارد.

خلاصه انتخاب الگو infill در پرینت سه بعدی بر اساس کاربرد

• چاپ‌های استاندارد و عمومی:
  الگوهایی مثل Grid، Triangles و Honeycomb گزینه‌های مناسبی هستند. این الگوها تعادل خوبی بین سرعت چاپ، مصرف مواد و استحکام ارائه می‌دهند و برای نمونه‌سازی سریع و قطعاتی با نیاز به استحکام متوسط عالی‌اند.
• چاپ‌های کاربردی و مقاوم:
  اگر قطعه شما باید مقاومت بالایی در برابر فشار و نیروهای چندجهتی داشته باشد، الگوهایی مثل Cubic، Gyroid، Octet، Tri-hexagon، Cubic Subdivision و Quarter Cubic بهترین انتخاب‌اند. این الگوها ساختار سه‌بعدی قوی و پایداری بالا ایجاد می‌کنند و برای قطعات مکانیکی یا کاربردهای مهندسی ایده‌آل هستند.
• چاپ‌های دکوری، فیگور و مدل‌های نمایشی:
  الگوهایی مانند Lines و Lightning وزن کم، ظاهر جذاب و سرعت بالایی دارند اما استحکام چندان زیادی ندارند. برای چاپ‌های تزئینی، مدل‌های اولیه یا مجسمه‌های نمایشی مناسب‌اند.
• چاپ‌های انعطاف‌پذیر:
  اگر قصد دارید با فیلامنت‌های انعطاف‌پذیر کار کنید، الگوهای Concentric، Cross و Cross 3D بهترین گزینه‌ها هستند. این الگوها قابلیت خم شدن و انعطاف خوبی دارند و برای قاب‌های موبایل، دستگیره‌ها یا قطعات نرم مناسب‌اند.

جهت‌گیری پرکننده (Infill Direction) در پرینت سه بعدی

جهت‌گیری infill در پرینت سه بعدی به زاویه و جهت خطوط پرکننده داخل قطعه چاپ‌شده اشاره دارد. این تنظیم نقش مهمی در افزایش استحکام قطعه در جهت‌های خاص دارد، چون می‌توان خطوط پرکننده را دقیقاً در راستای نقاطی از قطعه که فشار یا تنش بیشتری را تحمل می‌کنند، قرار داد.

وقتی نیاز است قطعه در یک محور مشخص مقاوم‌تر باشد، تنظیم جهت پرکننده در همان راستا، باعث تقویت ساختار می‌شود بدون اینکه لازم باشد چگالی پرکننده را زیاد کنید یا مواد بیشتری مصرف کنید.

برای مثال، اگر قرار است قطعه وزن یا فشار را از یک سمت تحمل کند، می‌توانید خطوط پرکننده را در همان جهت تنظیم کنید. این کار مقاومت قطعه را دقیقاً در خط فشار افزایش می‌دهد و عملکرد مکانیکی بهتری ایجاد می‌کند.

علاوه بر این، استفاده از الگوهای لایه‌لایه یا خطوط موازی در جهت مشخص، باعث می‌شود قطعه بدون افزایش زمان چاپ یا مصرف مواد، استحکام بیشتری داشته باشد.

همپوشانی تراکم داخلی در پرینت سه بعدی (Infill Overlap)

همپوشانی پرکننده یکی از پارامترهای کلیدی در پرینت سه‌بعدی است که مشخص می‌کند ساختار داخلی (پرکننده) چقدر خوب به دیواره‌های بیرونی قطعه متصل می‌شود. این مقدار همپوشانی تأثیر زیادی روی چسبندگی بین بخش‌های داخلی و خارجی، دوام نهایی قطعه و عملکرد آن در مقابل فشار و تنش دارد.

وقتی همپوشانی مناسب باشد، اتصال قوی و پایدار بین ساختار داخلی و پوسته خارجی ایجاد می‌شود، به‌طوری که قطعه در برابر فشارهای فیزیکی مقاومت خوبی نشان دهد و دچار ترک یا جداشدگی نشود.

درصد مناسب همپوشانی چقدر است؟

معمولاً همپوشانی بین ۱۰ تا ۲۰ درصد توصیه می‌شود. این بازه تعادلی مناسب بین دوام قطعه و مصرف بهینه مواد و زمان چاپ ایجاد می‌کند. اگر درصد همپوشانی خیلی کم باشد، پرکننده به خوبی به دیواره‌ها نمی‌چسبد و نقاط ضعف در ساختار چاپ ایجاد می‌شود. از طرف دیگر، درصد بالای همپوشانی (بیش از ۲۰ درصد) باعث مصرف اضافه مواد و ایجاد برآمدگی‌های ناخواسته روی لبه‌های قطعه می‌شود.

ارتفاع لایه (Layer Height)

ارتفاع لایه یکی از پارامترهای مهم مبحث infill در پرینت سه‌ بعدی است که هم روی استحکام و هم روی ظاهر ساختار پرکننده تاثیر می‌گذارد. با تنظیم ارتفاع لایه می‌توانید نه تنها کیفیت و صافی سطح بیرونی قطعه را کنترل کنید، بلکه نحوه تشکیل ساختار داخلی پرکننده را هم تغییر دهید.

ارتفاع لایه بیشتر یعنی لایه‌های ضخیم‌تر و در نتیجه تعداد لایه‌های کمتر برای ساخت قطعه سه‌بعدی، که این باعث کاهش زمان چاپ و افزایش سرعت پرینت می‌شود.

اما نکته مهم این است که لایه‌های ضخیم‌تر معمولاً باعث کاهش چسبندگی بین لایه‌ها می‌شوند و در نتیجه استحکام کلی قطعات کاربردی ممکن است کمتر شود. برای چاپ‌های معمولی و نمونه‌سازی، ارتفاع لایه متوسط بهترین تعادل بین کیفیت و سرعت را ارائه می‌دهد. اما اگر هدف شما چاپ قطعاتی با مقاومت بالا است، بهتر است از ارتفاع لایه‌های کوچکتر استفاده کنید تا بیشترین دوام و استحکام را به دست آورید.

سرعت چاپ تراکم داخلی (Print Speed for Infill) در چاپ سه بعدی

سرعتی که infill در پرینت سه بعدی یک قطعه با آن چاپ می‌شود، تاثیر زیادی روی کیفیت چاپ و استحکام ساختار داخلی دارد. سرعت‌های بالاتر می‌توانند زمان چاپ را به طور قابل توجهی کاهش دهند که برای قطعات بزرگ یا غیر کاربردی بسیار مفید است. اما این سرعت بالا ممکن است باعث کاهش چسبندگی لایه‌ها شود و در نتیجه استحکام قطعاتی که نیاز به مقاومت مکانیکی دارند را کاهش دهد.

برای چاپ‌های کاربردی و قطعاتی که باید دوام بالایی داشته باشند، بهتر است سرعت چاپ پرکننده را متوسط یا حتی پایین‌تر انتخاب کنید تا هر لایه پرکننده به خوبی با خطوط و لایه‌های کناری پیوند بخورد.

خبر خوب این است که بسیاری از نرم‌افزارهای اسلایسر امکان تنظیم سرعت چاپ مخصوص پرشوندگی در پرینت سه بعدی قطعات را به صورت جداگانه فراهم کرده‌اند. این قابلیت به شما اجازه می‌دهد سرعت چاپ داخلی را بهینه کنید بدون آنکه کیفیت و ظاهر دیواره‌های بیرونی قطعه تحت تاثیر قرار گیرد.

عرض اکستروژن اینفیل (Infill Extrusion Width)

عرض اکستروژن پرکننده نقش مهمی در استحکام و کارایی چاپ سه‌بعدی دارد. افزایش این عرض باعث ایجاد دیواره‌های داخلی ضخیم‌تر می‌شود که پیوند بین لایه‌ها را قوی‌تر کرده و ساختار داخلی را مقاوم‌تر می‌کند. این تنظیم برای قطعاتی که باید بارهای سنگین را تحمل کنند یا نیاز به پشتیبانی بیشتری دارند، بسیار کاربردی است.

از طرف دیگر، افزایش عرض اکستروژن می‌تواند مصرف مواد را بیشتر کند و زمان چاپ را طولانی‌تر نماید، چون مقدار بیشتری ماده در هر عبور چاپ می‌شود. با تنظیم عرض اکستروژن infill در پرینت سه بعدی، می‌توان چگالی پرکننده را بدون تغییر درصد چگالی تنظیم کرد و به این شکل، مقاومت قطعه را افزایش داد بدون آنکه نیازی به بالا بردن کلی چگالی باشد.

چگونه درصد و الگوی Infill مناسب در پرینت سه بعدی را انتخاب کنیم؟

انتخاب درست درصد و الگوی infill در پرینت سه بعدی برای رسیدن به تعادل مطلوب بین استحکام، مصرف مواد و زمان چاپ در پرینت سه‌بعدی اهمیت زیادی دارد. این انتخاب‌ها به هدف نهایی چاپ، نیازهای استحکام و انعطاف‌پذیری، و حتی جنبه‌های ظاهری بستگی دارد.

هدف از چاپ:
ابتدا مشخص کنید هدف از چاپ چیست؟ آیا قطعه کاربردی است، دکوری یا نمونه اولیه؟ قطعات کاربردی معمولاً به درصد پرکننده بالاتر و الگوهای قوی‌تری مثل مکعبی (Cubic) یا لانه زنبوری (Honeycomb) نیاز دارند تا تنش‌های ساختاری را تحمل کنند. در مقابل، برای اقلام دکوری یا نمایشی، چگالی پرکننده کم‌تر کافی است و تمرکز روی ظاهر و حداقل مصرف مواد است.

نیازهای استحکام و انعطاف‌پذیری:
نیاز به مقاومت و انعطاف‌پذیری نقش مهمی در انتخاب الگو دارد. برای مثال، الگوهایی مانند Gyroid یا شش‌ضلعی (Hexagonal) تنش را به صورت یکنواخت پخش کرده و مقاومت مکانیکی را افزایش می‌دهند. برای قطعاتی که باید انعطاف داشته باشند، الگوهای هم‌مرکز (Concentric) بهترین گزینه‌اند چون با لایه بیرونی قطعه هماهنگ شده و در برابر خم شدن عملکرد بهتری دارند.

مصرف مواد و هزینه:
مصرف مواد به طور مستقیم هزینه چاپ را تحت تأثیر قرار می‌دهد. الگوهایی مثل Grid یا چگالی پایین باعث کاهش مصرف مواد و در نتیجه کاهش هزینه‌ها می‌شوند. اگر صرفه‌جویی در مواد اولویت باشد، الگوهای خطوط (Lines) یا خطی (Rectilinear) گزینه‌های مناسبی هستند که در عین مصرف کم، تحت بارهای متوسط عملکرد خوبی دارند. برای کاربردهایی که محدودیت وزن دارند، مثل قطعات پوشیدنی یا نمونه‌های اولیه، انتخاب درصد پرکننده بهینه اهمیت زیادی دارد.

محدودیت‌های زمان چاپ:
زمان چاپ اغلب در پروژه‌های حجیم یا نمونه‌سازی سریع اهمیت دارد. الگوهایی مثل زیگزاگ (Zigzag) و رعد و برق (Lightning) به دلیل خطوط پیوسته و ساده، سرعت چاپ بالاتری دارند و نیاز به حرکات کمتر پرینتر دارند. همچنین کاهش درصد پرکننده باعث کاهش زمان چاپ می‌شود، البته به شرطی که استحکام قطعه به خطر نیفتد.

جنبه‌های ظاهری:
ظاهر ساختار داخلی می‌تواند بر زیبایی نهایی چاپ تأثیرگذار باشد، مخصوصاً اگر قطعه دارای لایه‌های بیرونی شفاف یا نازک باشد. الگوهای هم‌مرکز و شش‌ضلعی طراحی داخلی تمیز و منظمی ایجاد می‌کنند که برای قطعاتی با جزئیات داخلی قابل مشاهده مناسب است و همچنین سطح بیرونی صاف و زیبا را تضمین می‌کند.

جهت بارگذاری و تنش‌های مکانیکی:
در نهایت، جهت و نوع تنش‌های مکانیکی که قطعه با آن‌ها مواجه می‌شود را در نظر بگیرید. الگوهای Grid و مثلثی (Triangular) بارها را در جهات مختلف پشتیبانی می‌کنند که برای قطعات تحت تنش‌های چندمحوری ایده‌آل است. برای کاربردهای خاص‌تر، الگوهایی مثل Tri-hexagon یا Cubic Grid حمایت قوی‌تری ارائه داده و توزیع بار و مقاومت مکانیکی بالا را تضمین می‌کنند.

چگونه تراکم داخلی (Infill) را برای بهینه‌سازی در پرینت سه‌ بعدی تنظیم کنیم؟

بهینه‌سازی الگو و درصد infill در پرینت سه‌ بعدی، نقش بسیار مهمی در کاهش مصرف مواد و زمان چاپ دارد، در حالی که استحکام مورد نیاز قطعه را حفظ می‌کند. روش‌های مختلفی وجود دارد که با توجه به کاربرد قطعه می‌توان تعادلی مناسب بین این عوامل برقرار کرد. برخی از این روش‌ها عبارتند از:

استفاده از چگالی متغیر پرشوندگی در پرینت سه بعدی(Variable Infill Density):

در این روش، درصد پرکننده در بخش‌های مختلف قطعه متناسب با نیاز استحکام تنظیم می‌شود. به عنوان مثال، بخش‌هایی که بیشتر تحت فشار یا تنش قرار دارند، چگالی بالاتری دریافت می‌کنند و قسمت‌های کم‌اهمیت‌تر با چگالی کمتری پر می‌شوند. این کار باعث صرفه‌جویی در مصرف مواد و کاهش زمان چاپ می‌شود بدون اینکه به ساختار داخلی یا پایداری قطعه آسیبی برسد.

استفاده از پرکننده تطبیقی (Adaptive Infill):

پرکننده تطبیقی به طور خودکار چگالی پرکننده را با توجه به هندسه قطعه تنظیم می‌کند. بیشتر نرم‌افزارهای برش‌دهنده (Slicer) این قابلیت را دارند که چگالی را در نواحی حساس‌تر مانند منحنی‌ها یا لبه‌های آویزان افزایش دهند، در حالی که بخش‌های کمتر حساس با چگالی کمتری پر می‌شوند. این روش باعث بهینه شدن مصرف مواد و افزایش سرعت چاپ می‌شود.

ترکیب پرکننده هر چند لایه (Combining Infill Every X Layers):

در این روش، پرکننده به جای هر لایه، فقط در هر چند لایه خاص اضافه می‌شود. مثلاً پر کردن هر سوم یا پنجمین لایه باعث می‌شود ساختار داخلی به مرور ساخته شود و در عین حال زمان و مواد مصرفی کاهش یابد، چون نیازی به تقویت مداوم در هر لایه نیست.

پرکننده شیب‌دار (Gradient Infill) در پرینت سه بعدی:

این نوع infill در پرینت سه بعدی قطعات، به تدریج چگالی را از بخش‌های پایینی و مقاوم‌تر به بخش‌های بالایی و سبک‌تر کاهش می‌دهد. برای قطعاتی که نیاز به توزیع وزن بهینه دارند یا در بخش‌هایی که فشار کمتر است، این روش ایده‌آل است. پرکننده شیب‌دار اجازه می‌دهد بدون از دست دادن استحکام، وزن و مصرف مواد بهینه شود.

استفاده از الگوی پرکننده رعد و برق (Lightning) در چاپ:

اگر مدل شما نیاز به استحکام زیاد ندارد، این الگو بسیار سریع و کم‌مصرف است. ساختاری شبیه شاخه‌های صاعقه ایجاد می‌کند که فقط جاهای لازم را پر می‌کند و زمان و مواد چاپ را کاهش می‌دهد.

جمع‌بندی

مفهوم Infill در پرینت سه‌ بعدی به عنوان ساختار داخلی مدل، نقش کلیدی و تعیین‌کننده‌ای در کیفیت نهایی چاپ ایفا می‌کند. انتخاب درصد تراکم داخلی و الگوی پرشوندگی مناسب، تعادلی هوشمندانه میان استحکام، وزن، هزینه مصرف مواد و زمان چاپ ایجاد می‌کند. اینفیل نه تنها به افزایش مقاومت مکانیکی قطعات کاربردی کمک می‌کند، بلکه امکان بهینه‌سازی مصرف مواد و سرعت چاپ را نیز فراهم می‌سازد.

شناخت پارامترهای اصلی اینفیل در پرینتر سه بعدی از جمله تراکم، الگو، جهت خطوط، هم‌پوشانی با دیواره‌ها، ارتفاع لایه، سرعت چاپ و عرض اکستروژن، به کاربران اجازه می‌دهد تنظیمات متناسب با نوع کاربرد و نیاز خود را انتخاب کنند. به‌کارگیری الگوهای متنوعی مانند خطوط ساده، شش‌ضلعی، شبکه و Gyroid، هر کدام با ویژگی‌های منحصر به فرد، زمینه‌ساز چاپ قطعاتی با عملکرد مکانیکی مطلوب و مصرف بهینه مواد است.

در نهایت، تسلط بر تنظیمات Infill در پرینت سه بعدی قطعات موجب می‌شود کاربران چاپگرهای سه‌بعدی بتوانند ضمن حفظ کیفیت و استحکام، مصرف مواد و زمان چاپ را کاهش داده و به نتایجی دقیق و کارآمد دست یابند. بنابراین، درک جامع و به‌کارگیری صحیح این بخش از فرآیند چاپ، گامی اساسی در ارتقای کیفیت و کارایی چاپ سه‌بعدی محسوب می‌شود.

اگر قصد دارید از ظرفیت‌های کامل پرینت سه‌بعدی بهره‌مند شوید و قطعاتی با کیفیت و عملکرد دقیق بسازید، استفاده از خدمات پرینت سه‌ بعدی حرفه‌ای می‌تواند بهترین انتخاب باشد. برای سفارش پرینت سه‌ بعدی یا دریافت راهنمایی‌های بیشتر با ما در تماس باشید.