BEGINNER'S FIELD GUIDE 03 / 53

結構與強度

3D 列印填充率要設幾%?Gyroid、Grid 與外殼設定教學

整理/Agate3D約 9 分鐘更新

先給你答案

一般桌面小物可先用 10–20% 填充,比較 Gyroid 與 Rectilinear。盒壁太軟先看外殼,頂面有洞先看頂層厚度和下方承托。

藍色列印塊剖開後,露出橘色波浪格構與上方分離的淺色表層
外殼包住內部格構,共同形成列印件。AI 生成剖面示意,格構非精確 Gyroid 路徑或承重測試。

一般桌面收納可以先用 10–20% 填充,圖案從 Gyroid 或 Rectilinear 比較。模型有作者提供的設定,就先核對機型、噴嘴與材料是否適用。

盒壁太軟要看外殼,頂面破洞要看頂層厚度和下方空隙。填充調高之前,先在預覽確認材料會加到哪裡。

填充率要設多少?一般小物可以先從 10–20% 看起

下面是一般小物的試印起點;承重零件仍需依幾何、材料、受力與環境驗證。

你想印的東西 可以怎麼開始 切完片先看什麼
展示模型、外觀打樣 先比較 10–15% 頭頂、肩膀或平面下方,有沒有足夠承托
桌面收納盒、小托盤 先比較 10–20% 盒壁實際有多厚,底部是否主要由實心層構成
想增加紮實手感的桌面小物 與原設定比較,再試 20–30% 多花多少時間、重量增加在哪裡,是否真的符合需要
TPU 腳墊、柔軟樣本 先用指定線材預設,再比較疏密 按壓手感要一起看外殼、形狀和材料硬度
承重、吊掛或安全相關零件 不提供通用百分比 需要按幾何、材料、受力方向與使用環境驗證

Prusa 的填充指南同樣建議,多數模型不必從高密度開始。填充可以幫忙承托頂層,也會影響抗壓、重量與耗時,但它只是結構設定的一部分。

20% 填充,不是整件成品只有 20% 塑膠

把一般列印件切開,可以看到三個部分:

  • 外殼/周長線: 沿著模型外形繞行,形成側面和孔洞周圍的壁。
  • 頂底實心層: 封住上下表面,通常排得比較密。
  • 稀疏填充: 位在剩下的內部空間,形成格子、曲線或其他結構。

填充率主要在調第三項,不是把外殼、頂底層也一起按比例挖空。所以把 15% 改成 30%,成品重量通常不會直接變兩倍;更不能說 20% 填充就有實心件 20% 的強度。

白色頂層、藍色外殼、橘色稀疏填充與灰色底層拉開排列,呈現列印件的四種結構
藍色為外殼,白色與灰色為頂底層,橘色為填充。AI 生成分解示意;實際是一層層印在一起,並非四塊組裝。

例如薄薄的抽屜分隔盒,盒壁可能已被幾道外殼占滿。中間原本就沒有多少稀疏填充,你把密度往上調,可能只改到較厚的底部。

反過來說,大塊展示模型裡面空間多,密度變化就可能明顯影響耗料。要知道自己的模型是哪一種,得看切片後的截面,光看外觀猜不出來。

三個相同的藍色剖開盒體,由左至右呈現疏、中、密的橘色內部格構
內部格構由疏到密,外殼厚度不變。AI 生成示意,未對應特定填充率。

Gyroid、Grid、Rectilinear 差在哪?先認得這幾種就夠用

介面找不到相同譯名時,可用英文名稱對照:

圖案 路徑大概長什麼樣 什麼時候值得比較
Gyroid 隨高度變化的波浪狀結構,同一層不自交 想比較多方向內部支撐,或避免同層交叉點的情況
Rectilinear/直線 一層一個方向,相鄰層再轉向 想先試簡單路徑,看看耗時和頂層承托是否合適
Grid/網格 同一層就印出交叉格線 沿用已適用的設定;留意交叉處是否積料、擦碰
Cubic/立方體 不同高度形成斜向立方結構 想比較三維格構;它也可能有同層交叉路徑
Adaptive Cubic/自適應立方體 靠近表面較密,深處較疏 內部空間大的模型,想減少深處不必要的填充
Concentric/同心 沿輪廓往內一圈圈縮小 柔性件或特定透光效果,仍要試實際手感
Lightning/閃電 依內部成形需求長出分枝 不要求內部結構強度的展示件,想比較省料效果

Grid、Rectilinear、Gyroid 與自適應結構可對照 Prusa 的圖案說明;其他常見圖案也可參考 UltiMaker 的整理。不同切片器的命名、選項和實作不一定完全相同。

Gyroid 和 Rectilinear 可以怎麼比較?

固定模型、材料、外殼與密度,各切一次,比較時間、重量與頂面下方的空隙。Gyroid 同層不自交,但成品仍受列印方向與層間黏合影響;不能只憑圖案推論各方向強度相同。

印 Grid 有刮擦聲,是不是一定要換掉?

Grid 的同層交叉點可能堆積材料,噴嘴經過時就有機會擦到;這是 Prusa 官方有說明的現象。改用沒有同層自交的圖案,可以當成排查的一個方向。

不過,聲音本身不是診斷結果。還要看成品有沒有翹起、線條是否異常凸高,以及出料或機械狀態是否不正常。如果已經明顯撞擊、把零件推移,先停止列印,不要硬等它印完。

Lightning 很省料,可以每件都用嗎?

它的重點是協助內部懸空區域成形,不是把整個內部均勻補強。印不需承重的展示模型時,可以放進比較;需要耐壓、鎖固或穩定柔軟手感的零件,就不能只看它用料少。

UltiMaker 的 Lightning 原理說明有展示這種依需要生成的分枝。同樣填 20%,Lightning 和一般均勻圖案的材料分布可能差很多,要回預覽確認,不能當成同一種結構。

盒壁太軟,要增加外殼還是填充?

先看軟的那段牆在預覽中有幾道線。薄壁若已被外殼占滿,增加填充幫助很小;可以試多一道外殼,若塞不下,就要改模型壁厚。卡扣、螺絲座與細頸也要檢查實際截面,配合尺寸可看公差與間隙教學。

另一個容易誤會的地方是:0.4 mm 噴嘴、3 道外殼,不代表牆厚就精準等於 1.2 mm。噴嘴口徑和實際線寬不同,線與線之間還有重疊,可變線寬也會影響結果。Prusa 的外殼說明有解釋這個差異。

頂面有洞或下陷,先看頂層厚度和下面的空隙

頂面第一批實心線條,要跨過內部填充之間的空隙。下面隔得太遠、上面又太薄,就比較容易留下凹陷或洞。

我會照下面的順序看,而不是直接把整件填充拉到 50%:

  1. 先確認線條本身。 如果外殼和填充也斷斷續續,要先處理缺料、堵塞或不合適的材料設定。
  2. 看第一層封頂的位置。 在預覽往下退幾層,觀察它要跨過多大的空隙,有沒有可承托的位置。
  3. 看頂部實心層的總厚度。 不只記「設了五層」,也要一起看層高和最小厚度設定。
  4. 再比較一項調整。 頂層太薄就增加厚度;下面太空就比較圖案、密度或局部設定。橋接與冷卻則依材料和機器條件檢查。

舉個單純的厚度算例:固定 0.20 mm 層高的五層,合計約 1.0 mm;改成 0.10 mm 層高仍只有五層,合計就剩約 0.5 mm。這不是推薦所有模型都用五層,而是提醒你:層高改了,同樣層數不代表同樣厚度。

實際層數還可能受自適應層高、最小殼厚等設定影響。Prusa 的頂底層文件說明了相關關係;不熟悉切片預覽,可搭配層高與第一層教學一起看。

也別把「稀疏填充圖案」和「頂面圖案」混在一起。內部改成 Gyroid,不代表最上面那一層也會露出波浪紋;表面通常有另外的設定。

100% 填充比較強,為什麼不乾脆全部印實心?

沿層線裂開要看方向與黏合;在高溫處慢慢變形要查材料與環境。這些問題不會只靠滿填充消失。

100% 填充適合某些需要較多實體材料的設計或加工部位,但會增加重量與工時,成品仍有列印方向與孔隙差異。

如果只有螺絲座附近需要補強,可以研究局部外殼或填充,不一定要整件塞滿。Prusa 的修改器教學示範了指定區域使用不同設定的方式。局部加密仍要搭配正確的孔位與結構設計,不是有螺絲就一定要滿填充。

另外,並不是每種圖案都適合輸入 100%。例如 PrusaSlicer 的填充設定說明指出,滿填充會轉成 Rectilinear;其他軟體應看自己的提示和實際結果。

用一個試片比較外殼與填充

選有平頂、內部有空間的長方體試片。薄壁開口盒沒有大片封頂,可能也沒多少填充,不適合拿來比較全部效果。

固定機器、材料、噴嘴、層高、方向與頂底層,存四份設定:

  • 原設定,例如 15% 填充。
  • 只加一道外殼。
  • 只把填充改成 25%。
  • 只換另一種圖案。

先切片,觀察中段截面與開始封頂的位置,記下時間和重量,再挑差異有意義的組別試印。這裡的百分比是比較用的起點。

如果改完看不出差別,確認是否重新切片、選對物件,以及是否有物件設定或局部覆寫。印完比較壁厚、頂面與按壓手感;這項練習不能替代承重測試。用量與工時也可帶入列印成本計算。

填充常見問題

0% 填充就是花瓶模式嗎?

不是。一般 0% 只是沒有稀疏填充,仍可能保留多道外殼與頂底層。真正的螺旋花瓶模式,還涉及連續輪廓與 Z 軸逐漸升高等處理,模型也要適合;Prusa 的花瓶模式說明有列出差異。

同樣 20%,換圖案就變重,哪個數字才對?

兩個都可能是正常的切片結果。圖案、邊界處理、自適應疏密與模型外殼占比,都會影響路徑。百分比不是整件成品的重量比例;比較時以實際切片估計為準,並記得估計值仍不等於實秤。

TPU 想印軟一點,只要降低填充就好嗎?

降低密度是可以比較的方向,但外殼厚度、圖案和形狀也會改變按壓手感。同一捲線材印成薄帶和厚塊,感覺就不同;先做小樣,一次改一項,比直接套用別人的單一百分比更有用。

印到一半看見填充裡有空隙,是失敗了嗎?

稀疏填充本來就留空。對照預覽,路徑相符且線條連續就屬正常;應有的線斷掉、整片浮起或明顯擦撞,才需要停止檢查。

本文以官方文件為依據,由 Agate3D 使用 AI 協助整理與撰寫;操作練習為教學建議,不代表本站完成所有機型或材料實測。封面與內文插圖皆為 AI 生成教學示意,不是品牌實機、實驗照片或按比例工程圖;精確數值及操作條件請以正文與官方文件為準。

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