陀螺填充的优点是什么?

3D打印 填充物
2021-04-23 23:22:03

我最近看到了一些使用 gyroid 填充的打印延时视频:波浪线,它跨层变形,使波浪最终在两个轴之间交替。除了让延时视频看起来更酷之外,与更常见的影线或交叉影线相比,这种填充风格有什么好处?

4个回答

这个参考你可以读到:

陀螺是一种天然存在的结构,存在于蝴蝶翅膀中,甚至存在于细胞内的膜内。2017 年,麻省理工学院的研究人员发现,当石墨烯被塑造成螺旋结构时,它在低密度下具有出色的强度特性。然而,他们随后发现,这其中的关键方面实际上是陀螺结构本身,而塑料等其他材料也可以从中受益。

假设这种类型的填充物比我们知道的普通类型的填充物具有更好的抗故障特性。

可以在此处找到由名为 Martin 的作者进行的测试他打印了测试样本并使其弯曲以测试对剪切应力的抵抗力。

测试详情

从图中可以得出结论,陀螺填充物对于较低的重量具有更好的抗弯曲性。

与测试的填充类型相比,gyroid 填充的优点是:

  • 高剪切强度,和
  • 重量轻(因此需要的灯丝更少)。

除了这些优势之外,Gyroid 填充打印相对于其他一些填充类型而言相对较快,并且接近各向同性(即在所有方向上均一),这意味着它非常适合柔性打印。

0scar 给出了很好的答案,但我想补充一下。

CNC Kitchen 的 Stefan 进行了大量 3D 打印机技术测试。他覆盖了陀螺仪和其他图案。虽然使用的耗材存在差异,但显着差异在于强度*打印速度这是他的 8 分钟填充图案测试视频一些屏幕截图如下。这个视频一出来我就停止打印蜂窝了。也许我也应该改用陀螺仪。

填充类型与破坏强度 填充类型与打印时间

*是的,我称之为“力量”。不要盯着我看,物理学和材料科学专业人士,我知道这是不准确的。

这个答案建立在 0scar 和 tedder42 的答案之上:

Martin 的实验是关于剪切强度的,而 CNC Kitchen 的 Stefan 的实验是关于 2 个方向的抗压强度。

从他们的实验中,可以合理地得出结论,gyroid 在绝对强度方面表现良好,而在抗压强度方面表现一般。

为什么要使用陀螺仪?

  1. 如果您的打印需要剪切强度,请使用 gyroid。
  2. 否则,如果您的印刷品需要横向或两个方向的抗压强度,请使用三次方。
  3. 否则,如果您的打印只需要垂直抗压强度,请使用三角形。
  4. 如果您的印刷品是裸露的,那么每种图案都有其独特的美感。

也可以看看:

Martin 的实验(注意他如何用一瓶水测试不同结构的剪切强度):

https://www.cartesiancreations.com.au/gyroid-infill-tests/

CNC Kitchen 的 Stefan 实验(注意他如何使用自制机器压缩不同的结构):

https://www.youtube.com/channel/UCiczXOhGpvoQGhOL16EZiTg

可以在 Matt 的链接中找到 gyroid 美学的示例:

https://mattshub.com/2018/03/15/gyroid-infill/

大约十年前,我们研究了“Gyroid 填充结构”(我们称之为片状实体)。我们将其视为线弹性实体和尽可能骨支架设计:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0142961211006776

该研究得出的结论是,许多三周期极小曲面(构成 Gyroid 的更广泛的结构类别)具有有趣的弹性模量。

不过值得注意的一件事是 Gyroid 不是各向同性的。相反,它具有三次对称性,即 3 个而不是 2 个线性弹性常数。但它非常接近于各向同性