在 3D打印工艺,所有零件都是逐层生产的。由于 3D 技术细节和 3D 零件复杂性,需要支撑结构。一旦我们考虑应用哪种技术,就必须考虑具有最终影响的支撑结构。支撑结构会影响零件表面光洁度,需要后处理才能去除,这会导致表面出现瑕疵或粗糙。
FDM 支持
在 FDM工艺, 熔化的材料 逐层选择性地沉积在确定的路径中,重复此过程,直到零件完成。
使用 FDM 打印,每一层都是加热的灯丝,它附着在其下方和周围的其他层上。我们可以通过与上一层稍微偏移的方式建立45度角的模型。一旦我们需要打印一个悬垂超过 45 度的特征,我们应该添加支撑材料来支撑它并避免下垂。
FDM支持的YHT
我们可以考虑 FDM 打印过程中的字母 Y、H 和 T。
- 在 Y 字母中,虽然它有伸出的手臂,但它可以很容易地打印出来。由于手臂角度为 45 度或更小。
- 在 H 字母中,如果中心桥在 5mm 以下,则可以在没有支撑结构或任何下垂的情况下创建。但是,超过 5 毫米就需要支撑。
- 在 T 字母中,手臂需要支撑结构。没有支撑结构,熔料会掉下来。
FDM 支持的缺点
- FDM 中的支撑结构具有后处理要求的限制。这将在支撑接触区域的零件表面上产生痕迹或损坏。
- 另一个问题是支撑层将不太完美,因为支撑结构比固体层更不稳定。
- 很难从小而复杂的功能中删除支持。
- 支持需要额外的打印材料,这会产生额外的成本。在支架拆除过程中,后处理也会增加总成本。
FDM 支持类型
FDM 中有两种常见的支持类型:
- 那种扁平的手风琴或格子。这是最常见的类型,适用于大多数 FDM 零件。
- 树状支撑。这种方法不太流行,与零件表面的接触较少。这将在后处理后产生更好的表面光洁度。
我们将为您的特定应用选择最合适的支撑类型,以尽量减少对美观的影响。
SLA 中的支持
立体光固化(SLA) 用光聚合物的液态树脂创建 3D 零件,这些树脂通过光源固化。作为不同的SLA打印机,有两种典型的生产方式。 SLA 零件可以通过底部的光源从液体材料桶中拉出,或通过顶部的光源浸入液体桶中。
为了将 SLA 部件粘附到平台上,SLA 在大多数情况下都需要支撑结构。这些支撑结构是带有小尖端的薄肋,与零件表面接触。支撑数量、位置、连接面积均由软件计算,通常受零件形状、方向和重量的影响。 SLA 是最精确的技术,它可以打印具有精确细节的复杂零件,经过适当的后处理,支撑结构不会影响最终零件的质量。
支持设计注意事项
- 零件定向在 SLA 支持设计中起着至关重要的作用,我们可以通过重新定向零件来减少支持量。
- 如果表面美观对于 SLA 零件至关重要,我们还应该重新定位零件以避免在所需表面上支撑结构。
- 对于较薄或特征复杂的复杂零件,我们可以将零件分成单独的部分,打印后组装,这样也可以提高零件的质量和外观。
支持 MJF
多射流熔融 (MJF) 类似于喷墨打印,液态光敏聚合物将逐层喷射在构建平台上,然后通过紫外光系统固化。在 MJF设计流程,悬垂的特征总是需要支撑,不管角度。这些支撑结构绝不会影响零件外观、表面质量和技术性能。
SLS 中的支持
选择性激光烧结(SLS) 通过腔室中的激光系统加工熔断粉末材料。在这个过程中,不需要支撑结构,未烧结的粉末将起到支撑作用。这将增加 设计自由度,也增加了印刷时间和成本。
支持粘合剂喷射
粘结剂喷射成形(BJ) 与SLS类似,粉末材料通过粘合剂层层粘合,最终形成零件。在这个过程中,不需要支撑结构,因为粉末起支撑作用。
支持 DMLS
直接金属激光烧结(DMLS) 技术在打印过程中总是需要支撑结构将 3D 零件固定在基板上。但是超过 35 度的悬垂也可以在没有支撑的情况下生产。
在支架使用中,应使支架易于取用,以保证支架不会影响最终零件的质量。
结论
支撑会影响零件的外观,需要进行后处理以提高表面光洁度。更多的支撑结构会增加设计的复杂性,支撑也需要通过方向和精度进行优化,以降低成本和时间。我们将 3D 打印的支持需求总结如下:
3D打印技术 | 支持要求 |
FDM | 取决于零件几何形状 |
立体光固化(SLA) | 必需的 |
多射流熔融 (MJF) | 总是 |
选择性激光烧结(SLS) | 绝不 |
粘结剂喷射成形(BJ) | 绝不 |
直接金属激光烧结(DMLS) | 总是 |