增材课堂 |
您所在的位置：网站首页 › 3d打印支撑材料是什么材质 › 增材课堂 |
增材课堂
支撑结构的缺点
尽管3D打印中支撑结构不可或缺，但它们会给整个生产过程增加额外的打印时间和材料成本。
用 e-Stage 打印的钛 3D 金属支架中的支撑结构。图片：TCT magazine 材料成本：支撑结构在打印过程中需要额外的材料，从而增加时间和材料成本。此外，支撑材料通常不可重复使用并且会被丢弃，从而导致材料浪费。 限制打印自由度：需要手动去除支撑时，支撑设计需要考虑手或工具的使用。但是，这会对那些需要支撑结构，但手和工具无法够到的零件设计造成几何自由度的限制。 时间成本：无论是设计零件适应支撑结构，还是设计支撑本身结构都需要额外的时间成本。尽管，目前已经有自动生成支撑的软件，但在工业应用中，仍需要手动修改和相应的设计专业知识。 额外的后处理：零件完成后，必须去除支撑，有时需要手动去除，从而增加后处理所需的时间。 损坏风险：去除支撑可能会在零件表面留下痕迹，影响其尺寸精度和美观。此外，当支撑设计不合理时，例如打印过于精细的零件，可能会和支撑一起折断，造成零件损坏。 减少支撑的4种方法 尽可能减少支撑结构的数量，有助于节省材料成本和生产时间。有4种方法可以最大限度地减少支撑的使用、节省打印时间和材料成本。 1. 选择最佳零件方向 迄今为止，优化零件方向是减少支撑结构数量的最佳方法之一。选择正确的零件方向会对打印时间、成本和零件的表面粗糙度产生重大影响。 根据零件的方向（垂直、水平或倾斜），可能需要更少或更多的支撑结构。比如打印一个T型零件，按照正常方向打印，T的“横”的一部分需要较多的支撑。而如果，采用倒T型，即⊥，则无需支撑。
不同零件方向所需的支撑材料不同 图片：Protolabs 这个例子说明，同一个零件可以采用不同的方向打印。零件的每一个面都可以以不同的表面连接打印床，而它们对支撑的需求不同。因此，选择合适的零件方向，可以改善对支撑的需求。 另一个例子是：在设计具有中空管状特征的零件时，水平方向设计会占用更多空间，而垂直或成角度的方向会节省空间并减少所需的支撑数量。 2. 优化支撑结构 当无法避免支撑时，应优化它们以使用尽可能少的材料，并加快打印过程。例如，可以采用拓扑优化设计，采用点阵结构支撑，减少支撑体积，节约材料。 对于许多3D打印工艺，常用的支撑生成技术仅限于生产严格垂直的结构。这种结构往往不是最优设计，尤其是零件上有多个区域需要支撑的时候。 相反，树状支撑结构是更优选择。这种支撑看起来像一棵分枝的树，与笔直的垂直结构相比，可以将消耗的材料减少了75%。 Autodesk Meshmixer是可用于为FDM、SLA和DMLS过程创建树状支撑结构的软件工具之一。
Autodesk Meshmixer提供自动支撑生成及优化功能 3. 使用圆角和倒角 使用圆角和倒角可以作为大于45度的悬垂曲面支撑结构的替代解决方案。 倒角是倾斜或成角度的角或边，圆角是圆型的角或边。本质上，这是将大于45度的角度转换为45度或更小的角度。 4. 拆分零件 对于非常复杂的3D模型，单独打印零件再将它们组装是一种可行的解决方案。这不仅可以减少支撑的数量，还可以在节省材料的同时加快打印过程。 但是，如果需要组装3D打印部件，必须将这些零件沿相同方向打印，以便彼此正确贴合。 支撑结构：一个无法避免的缺点？ 长期以来，支撑结构一直被认为是3D打印中无法避免的缺点。然而，最近硬件和软件的进步正在慢慢改变这种看法。 例如，金属3D打印机制造商Desktop Metal开发了“可分离支撑结构”并获得了专利。这种3D打印金属部件的支撑可以手工去除。Desktop Metal的可分离支撑通过使用陶瓷粉末作为零件表面和支撑结构之间的界面层来工作。在烧结过程之后，陶瓷层被溶解，这样支撑就可以很容易地从部件上去除。
可分离支撑结构 图片：Desktop Metal 另一家旨在简化和加快3D打印部件的支撑去除步骤的公司是PostProcess Technologies。该公司为通过FDM、SLA、PolyJet和CLIP技术增材制造的零件提供一系列自动化、免提支撑移除解决方案。 基于粉末的Sapphire系统背后的公司Velo3D为提供了一种称为Intelligent Fusion的技术，该技术能够打印出复杂的金属部件，几乎没有支撑甚至为零。使用Velo3D的专有模拟软件和闭环监控，与其他粉末床金属系统相比，零件生产所需的支撑最多可减少五倍。 总体而言，优化支撑设计和去除步骤是使3D打印工作流程更快、更简单的关键挑战，该行业正在不断开发解决方案来克服挑战，并已经获得一些初步成果。 |
【本文地址】
今日新闻 |
推荐新闻 |