¿Cuáles son las ventajas del relleno giroideo?

Últimamente he visto algunos videos impresos de lapso de tiempo que usan relleno de giroides: líneas onduladas, que se deforman a través de capas para que las ondas terminen alternando entre los dos ejes. Además de hacer que los videos de lapso de tiempo se vean mucho más geniales, ¿cuáles son los beneficios de este estilo de relleno en comparación con la eclosión o eclosión más común?

De esta referencia puedes leer que:

Un gyroid es una estructura natural que se encuentra en las alas de mariposa e incluso dentro de las membranas dentro de las células. En 2017, los investigadores del MIT descubrieron que cuando el grafeno se transformaba en una estructura giroidea, tenía propiedades de resistencia excepcionales a bajas densidades. Sin embargo, descubrieron que el aspecto crucial de esto era en realidad la estructura giroidea en sí misma, y ​​que otros materiales como el plástico podrían beneficiarse de esto.

Se supone que este tipo de relleno tiene mejores propiedades contra fallas que los tipos normales de relleno que conocemos.

Una prueba realizada por un autor llamado Martin se encuentra aquí . Imprimió la muestra de prueba y las sometió a flexión para probar la resistencia contra el esfuerzo cortante.

A partir de la figura se puede concluir que el relleno de giroides tiene una mejor resistencia contra la flexión para un peso menor.

Las ventajas del relleno giroideo sobre los tipos de relleno probados son:

• alta resistencia al corte, y
• bajo peso (por lo que se necesita menos filamento).

Además de estas ventajas, el relleno Gyroid imprime relativamente rápido con respecto a otros tipos de relleno y es casi isotrópico (es decir, uniforme en todas las orientaciones), lo que significa que es muy adecuado para impresiones flexibles.

0scar dio una gran respuesta, pero quería agregarla.

Stefan de CNC Kitchen realiza muchas pruebas de técnicas de impresoras 3D. Cubrió el gyroid y otros patrones. Si bien hay una diferencia en el filamento utilizado, las diferencias significativas son la fuerza* y la velocidad de impresión . Aquí está su video de prueba de patrón de relleno de 8 minutos ; Siguen algunas capturas de pantalla. Dejé de imprimir panal una vez que salió este video. Tal vez debería cambiar a gyroid también.

*Sí, lo llamo "fuerza". No me hagas caso, física y ciencia de los materiales, sé que es inexacto.

Esta respuesta se basa en la respuesta de 0scar y tedder42:

El experimento de Martin fue sobre la resistencia al corte, mientras que el experimento de Stefan de CNC Kitchen fue sobre la resistencia a la compresión en 2 direcciones.

A partir de sus experimentos, es razonable concluir que al giroide le va bien en fuerza pura, y por encima de mediocre en resistencia a la compresión.

¿Por qué usar gyroid?

1. Si su impresión requiere resistencia al corte, use gyroid.
2. De lo contrario, si su impresión requiere resistencia a la compresión transversal o en ambas direcciones, use cúbico.
3. De lo contrario, si su impresión requiere solo resistencia a la compresión perpendicular, use triángulo.
4. Si su estampado está desnudo, cada patrón tiene su propia belleza.

Ver también:

Experimento de Martin (observe cómo usó una botella de agua para probar diferentes estructuras para determinar su resistencia al corte):

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

Stefan, del experimento de CNC Kitchen (tenga en cuenta cómo utilizó su máquina hecha a sí misma para comprimir diferentes estructuras):

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

Se pueden encontrar ejemplos de la estética de los giroides en los enlaces de Matt:

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

Hace aproximadamente una década, observamos la 'estructura de relleno de Gyroid' (que llamamos lámina sólida). Lo vimos como un sólido andamio lineal elástico y como posible diseño de andamio óseo:

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

Lo que salió de ese estudio es que muchas de las superficies mínimas triplicadas periódicas (una clase más amplia de estructuras que comprenden el Gyroid) tenían módulos elásticos interesantes.

Sin embargo, una cosa que vale la pena señalar es que el Gyroid no es isotrópico. Más bien, tiene simetría cúbica, es decir, 3 en lugar de 2 constantes elásticas lineales. Pero se acerca bastante al isotrópico