Invullingspercentage (Infill)

In tegenstelling tot traditionele productiemethoden zoals spuitgieten, waarbij onderdelen vaak massief zijn, zijn 3D-geprinte objecten bijna nooit volledig gevuld. FDM-printers bouwen een model op met een harde buitenkant (de wanden of 'shells') en een interne structuur die grotendeels uit lucht bestaat. Deze structuur noemen we de infill.

Het kiezen van het juiste invullingspercentage is een van de belangrijkste beslissingen in je slicer-software. Het beïnvloedt niet alleen hoe sterk je onderdeel wordt, maar heeft ook een enorme impact op hoe lang de print duurt en hoeveel materiaal je verbruikt. Een verkeerde keuze kan leiden tot een breekbaar model of een print die onnodig uren langer duurt.

Wat is Infill precies?

Infill is de interne ondersteuning van je 3D-print. Je kunt het zien als het skelet van het object. Zonder infill zou de printer de bovenkant van je model (de 'top layers') niet kunnen printen, omdat hij dan plastic in het luchtledige zou spuiten dat naar beneden zakt. De infill zorgt voor een platform waar deze toplaag op kan rusten.

Het percentage (van 0% tot 100%) geeft aan hoeveel van de binnenruimte gevuld is met plastic. 0% is volledig hol, 100% is massief plastic. Echter, de relatie tussen percentage en sterkte is niet lineair. Een print met 50% infill is niet twee keer zo sterk als een print met 25% infill, maar duurt wel twee keer zo lang om de binnenkant te printen.

Richtlijnen voor percentages

Welk percentage moet je kiezen? Dit hangt volledig af van de toepassing van je object:

• 0% - 15% (Visueel / Decoratief): Gebruik dit voor beeldjes, maquettes of prototypes die niet aangeraakt worden. Zolang de printer de 'overbrugging' (bridging) aan de bovenkant aankan, is dit de snelste optie. Voor de meeste 'display models' is 5-10% vaak al genoeg om de vorm te behouden.
• 15% - 30% (Standaard): Dit is de industriestandaard voor de meeste prints. Een percentage van 20% biedt een uitstekende balans tussen stevigheid en printtijd. Het onderdeel voelt solide aan, kan normaal vastgepakt en gebruikt worden, en de toplaag wordt mooi strak ondersteund.
• 30% - 60% (Functioneel / Belast): Voor onderdelen die mechanisch belast worden, zoals beugels, haken of gereedschapshouders. Hier begin je echt te merken dat het onderdeel zwaarder en stijver wordt.
• 60% - 100% (Zwaar Belast): Dit wordt zelden aangeraden. Boven de 50-60% levert extra materiaal nauwelijks nog extra sterkte op (de 'diminishing returns'). Wil je een sterker onderdeel? Verhoog dan liever het aantal buitenwanden (perimeters) dan de infill naar 100% te schroeven. Wanden dragen namelijk veel meer bij aan de stijfheid dan de vulling.

Infill Patronen: Meer dan alleen esthetiek

Naast het percentage is de vorm van de structuur (het patroon) cruciaal. Verschillende patronen hebben verschillende mechanische eigenschappen.

• Grid / Lines / Rectilinear: Het standaard raster. Dit print het snelst, maar heeft een nadeel: het is anisotroop. Het is sterk in de ene richting, maar zwakker in de andere. Bovendien kruist de nozzle bij elke laag dezelfde lijnen, wat bij hoge snelheden voor trillingen of ophoping van materiaal kan zorgen.
• Gyroid: De favoriet van experts. Dit golvende patroon is isotroop (in alle richtingen even sterk). Omdat de lijnen elkaar nooit kruisen in dezelfde laag, print het stiller en sneller. Daarnaast is het ideaal voor vloeistofdichte toepassingen als je hars of epoxy in je print wilt gieten, omdat de vloeistof door de hele print kan stromen.
• Honeycomb (Honingraat): Esthetisch mooi en mechanisch sterk, maar traag om te printen. De printer moet veel abrupte richtingsveranderingen maken, wat de printtijd aanzienlijk verlengt.
• Lightning: Een slim, modern patroon dat speciaal is ontworpen om materiaal te besparen. Het bouwt een boomstructuur aan de binnenkant die alleen dichter wordt vlakbij de toplaag. De onderkant blijft bijna hol. Perfect voor visuele modellen zoals bustes of helmen.

De mythe van 100% Infill

Veel beginners zetten de infill op 100% als ze een onderdeel 'onbreekbaar' willen maken. Dit is vaak een vergissing. Een massief blok plastic heeft veel last van interne spanningen en krimp tijdens het afkoelen, wat kan leiden tot kromtrekken (warping) of scheuren. Bovendien kost het enorm veel tijd en filament.

Een slimmer alternatief is het verhogen van de 'Wall Count' (aantal buitenwanden). Een print met 40% infill en 4 dikke buitenwanden is vaak sterker en sneller klaar dan een print met 100% infill en 2 dunne wandjes. De kracht van een buis komt immers uit de buitenkant, niet uit de vulling.