Каковы преимущества заполнения щитовидной железы?

В последнее время я видел несколько печатных покадровых видеороликов, в которых используется заполнение щитовидной железы: волнистые линии, которые деформируются по слоям, так что волны в конечном итоге чередуются между двумя осями. Помимо того, что замедленное видео выглядит намного круче, каковы преимущества этого стиля заполнения по сравнению с более распространенной штриховкой или перекрестной штриховкой?

Из этой ссылки вы можете прочитать, что:

Гироид - это естественная структура, которая встречается в крыльях бабочек и даже в мембранах внутри клеток. В 2017 году исследователи из Массачусетского технологического института обнаружили, что когда графен был сформирован в структуру гироида, он обладал исключительными прочностными свойствами при низких плотностях. Затем они обнаружили, что решающим аспектом этого на самом деле была сама структура гироида, и что другие материалы, такие как пластик, могли бы извлечь из этого пользу.

Предполагается, что этот тип заполнения обладает лучшими свойствами против отказа, чем обычные типы заполнения, которые мы знаем.

Тест, проведенный автором по имени Мартин, находится здесь . Он напечатал образцы для испытаний и подверг их изгибу, чтобы проверить устойчивость к сдвиговым нагрузкам.

Из рисунка можно сделать вывод, что заполнение щитовидной железы обладает лучшей устойчивостью к изгибу при меньшем весе.

Преимущества заполнения щитовидной железы перед проверенными типами заполнения:

• высокая прочность на сдвиг, и
• малый вес (поэтому требуется меньше накаливания).

Помимо этих преимуществ, заполнение щитовидной железой печатается относительно быстро по сравнению с некоторыми другими типами заполнения и является близким к изотропному (т. Е. Однородным во всех ориентациях), что означает, что он очень подходит для гибких отпечатков.

0scar дал отличный ответ, но я хотел добавить к нему.

Стефан из CNC Kitchen много тестирует технику 3D-принтеров. Он покрыл щитовидную железу и другие узоры. Хотя есть разница в используемой нити, существенными различиями являются прочность* и скорость печати . Вот его 8-минутное видео тестирования шаблона заполнения ; некоторые скриншоты следуют. Я прекратил печатать соты, как только вышло это видео. Возможно, мне стоит перейти на гироид тоже.

*да, я называю это "сила". Не в меня, физика и материаловедение выглядывает, я знаю, что это неточно.

Этот ответ основан на ответах 0scar и tedder42:

Эксперимент Мартина был о прочности на сдвиг, в то время как эксперимент Стефана из CNC Kitchen был о прочности на сжатие в двух направлениях.

Исходя из их экспериментов, можно сделать вывод, что гироид хорошо справляется с абсолютной прочностью, а выше среднего - по прочности на сжатие.

Зачем использовать гироид?

1. Если ваш отпечаток требует прочности на сдвиг, используйте гироид.
2. В противном случае, если для печати требуется прочность на сжатие в поперечном или в обоих направлениях, используйте куб.
3. В противном случае, если для печати требуется только перпендикулярная прочность на сжатие, используйте треугольник.
4. Если ваш принт заполнен голым, у каждого узора есть своя красота.

Смотрите также:

Эксперимент Мартина (обратите внимание, как он использовал бутылку воды, чтобы проверить различные структуры на их прочность на сдвиг):

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

Стефан из эксперимента CNC Kitchen (обратите внимание, как он использовал свою собственную машину для сжатия различных конструкций):

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

Примеры эстетики гироида можно найти в ссылках Мэтта:

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

Около десяти лет назад мы рассмотрели «структуру заполнения щитовидной железы» (которую мы назвали твердым телом). Мы рассматривали его как линейно-упругое твердое тело и, по возможности, конструкцию каркаса из кости:

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

В результате этого исследования выяснилось, что множество трехпериодических минимальных поверхностей (более широкий класс структур, в состав которых входит гироид) имеют интересные модули упругости.

Однако стоит отметить, что щитовидная железа не является изотропной. Скорее, он имеет кубическую симметрию, то есть 3, а не 2 линейные упругие постоянные. Но это довольно близко к изотропным