3D打印物体的内部结构——称为填充——在成功打印中起关键作用。这种位于外壳之间的图案直接影响物体的强度、重量和材料用量。正确的填充设置可区分脆弱模型与耐用功能件，同时平衡打印时间和耗材消耗。

什么是3D打印填充？

填充是3D打印物体外壳内的支撑结构，可视为物体的内部骨架。当您为3D模型切片时，软件根据设置生成这种内部框架，形成提供结构支撑但不完全实心的图案。

填充通常由重复几何图案组成，连接打印件的内壁。根据所选密度，这些图案消耗不同量的材料。

填充如何影响打印件

填充直接影响成品的多个关键特性：

• 强度：高填充密度创造更多内部连接，使打印件更坚固耐压
• 重量：填充量决定最终物体重量，低密度意味着更轻的打印件
• 材料用量：填充越多耗材需求越大，降低密度是节省材料和控制成本的最有效方法
• 打印时间：密集填充图案耗时更长，因喷头需移动更多路径

实心 vs 空心 vs 填充

相比完全实心或空心打印，填充技术具有显著优势：

精心选择的填充设置兼顾强度与效率，避免材料浪费和超时打印。

3D打印填充结构类型

常见填充图案

所选图案极大影响打印性能。现代切片软件提供多种选项，各有特性：

网格(Grid)： 垂直交叉线形成方形结构。打印快速且在X/Y轴提供均衡强度，是多数基础打印的理想选择。

直线(Rectilinear)： 类似网格但层间平行线交替方向。材料消耗最少且打印快速，适合速度优先的草稿和原型。

三角(Triangular)： 内部形成三角形网络。比网格更均匀分散受力，多向抗弯，适合需一致强度的功能件。

蜂窝(Honeycomb)： 六边形蜂巢结构。提供卓越强度重量比和抗压性，虽更耗材耗时，但完美适配承重部件。

螺旋(Gyroid)： 有机波浪连续结构。提供全向均匀强度（各向同性），允许空气/液体流通，特别适合柔性材料和特殊机械性能需求。

图案性能特征

强度分布

不同图案的强度分布各异：

• 网格/直线：X/Y轴最强，Z轴最弱
• 三角：各水平方向更均衡
• 蜂窝：抗压性优且负载分布佳
• 螺旋：全向均匀强度（含Z轴）

柔性与材料适配

填充图案影响受压形变：

• 螺旋：柔韧最均匀，与TPU等柔性耗材绝配
• 蜂窝：可控形变，回弹性好
• 网格/直线：形成刚性结构，形变小
• 三角：刚性均衡，抗弯性好

打印速度与效率

图案选择显著影响耗时：

• 直线：通常最快
• 网格：快速高效
• 三角：中等耗时
• 蜂窝：频繁转向致速度慢
• 螺旋：复杂几何常为最慢

时效项目选直线/网格，强度优先时蜂窝/螺旋的额外耗时值得投入。

3D打印填充密度

填充百分比含义

填充密度指3D打印件内部空间被材料填充的比例，范围从0%（全空心）到100%（全实心）。

低密度（10-20%）

轻量快速，稀疏结构可支撑顶层。适合装饰模型、原型等非功能件，材料经济性佳。

中密度（25-40%）

平衡强度与材料效率。适用日常用品、容器等轻功能件，多数项目理想选择。

高密度（50-100%）

高强度耐压部件必备。接近100%时近乎实心，但材料消耗大且耗时长，仅限关键功能件。

密度如何影响打印件

决定材料消耗

高密度=更多耗材。20%填充可比实心节省2/3材料，大型打印小幅降密即可显著节材。

控制打印时长

低密度（10-20%）比高密度（50%+）完成更快，因高密度需更多移动路径和材料沉积。

定义结构强度

强度随密度提升。50%+可承重抗压，但80%到100%强度提升有限而耗材激增。

影响填充选择的因素

本节聚焦如何根据具体需求选择填充参数。

打印件用途

根据功能决策：

特殊应用

需减震部件用中密螺旋；漂浮物体需极低密度；耐高温件需高密度优化热分布。

环境因素

户外件需高密度防水；UV暴露件初始需更高强度抗降解。

材料特性考量

不同耗材适配不同填充方案：

PLA适配多数图案，但低密度易脆，低收缩率适合精密几何。

ABS和PETG冷却热变形大，适用容纳膨胀的图案（螺旋防内应力最佳）。

柔性耗材（TPU/TPE）与复杂图案相性差，中距简单图案可保持柔性。

含木/金属/碳纤颗粒的复合材料加速喷嘴磨损，建议中密高效图案延长喷嘴寿命。

打印机性能限制

硬件直接影响填充可行性：

挤出系统

远端挤出(Bowden)应对复杂转向更困难，直驱系统处理精密填充更优。

喷嘴尺寸

大喷嘴（0.6mm+）更快但填充粗糙，需更宽间距防交叉点过挤。

冷却效能

单风扇打印机高密度填充时易积热，需降密或增层时改善效果。

处理器性能

老旧主板或难处理高速复杂图案，卡顿时需改用简单图案。

掌握填充设置，成就完美打印！

正确填充设置是3D打印成功关键。通过优化图案与密度，可平衡强度、重量、材料与时间。装饰模型适用10-20%简单填充，功能件则需50%+强度结构。根据您的设备与耗材尝试不同组合，这些内部结构的微调将显著提升打印效果。