如何正確的使用3D打印支撐結(jié)構(gòu)？

魔猴君  行業(yè)資訊   2217天前

支撐構(gòu)造是3D打印中必不可少的東西，一方面，他們對(duì)于具有令人討厭的懸垂或橋梁的模型是絕對(duì)必要的。另一方面是他們?cè)黾恿瞬牧铣杀?，增加了更多的后續(xù)工藝工作，并且損壞模型的表面。

因此，正確的得到3D打印支撐構(gòu)造是3D打印復(fù)雜模型的一個(gè)非常重要的方向。

什么時(shí)候會(huì)用到3D打印支撐構(gòu)造？

當(dāng)你的模型具有以下任何內(nèi)容不支撐的懸垂或懸臂跨度時(shí)，你可能需要使用3D打印支撐構(gòu)造才能進(jìn)行3D打印。以下是在字母Y，H和T的幫助下示出的懸垂和橋梁的一些示例。

懸垂和橋梁用字母Y，H和T的經(jīng)典例子說(shuō)明。

1、3D打印支撐結(jié)構(gòu)并非所有懸伸都需要支撐 - 45度規(guī)則

不是所有懸伸都需要支撐。一般的經(jīng)驗(yàn)法則是：如果懸垂物與垂直方向傾斜的角度小于45度，那么你可以不使用3D打印支撐構(gòu)造打印該懸垂物。

與垂直方向成45度以上角度的懸垂需要3D打印支撐構(gòu)造

事實(shí)證明，3D打印機(jī)在連續(xù)層之間使用非常小的水平偏移。因此，圖層不會(huì)在前一層上完美堆疊，而是堆疊一個(gè)微小的偏移。這允許打印機(jī)打印不會(huì)從垂直方向傾斜過(guò)多的懸垂物。前面的圖層可以支撐45度以下的任何值。45度被認(rèn)為是失敗的線(xiàn)。

用字母Y和T最好地說(shuō)明這個(gè)方面。字母Y中的兩個(gè)突出部分相對(duì)于垂直方向具有小于45度的角度。因此，如果你想打印字母Y，你可以在不使用任何3D打印支撐構(gòu)造的情況下離開(kāi)！

字母Y中的突出部分不需要3D打印支撐構(gòu)造。字母T中的那些確實(shí)需要它們。

另一方面，字母T中的懸垂與垂直方向成90度角。所以你必需使用3D打印支撐構(gòu)造打印字母T，否則會(huì)是一團(tuán)糟，如下圖所示。

沒(méi)有3D打印支撐構(gòu)造，字母T將沒(méi)有辦法正確打印

2、3D打印支撐結(jié)構(gòu)并非所有橋都需要支撐 - 5 mm規(guī)則

就像懸垂一樣，并非所有橋梁都需要支撐。這里，經(jīng)驗(yàn)法則是：如果橋的長(zhǎng)度小于5mm，則打印機(jī)可以在不需要3D打印支撐構(gòu)造的情況下進(jìn)行打印。

要做到這一點(diǎn)，打印機(jī)使用一種稱(chēng)為懸臂跨度的技術(shù) - 它將熱材料拉伸短距離并設(shè)法以最小的下垂打印它。

但是，如果橋長(zhǎng)度超過(guò)5mm，則此技術(shù)不起作用。在這種情況下，你需要添加3D打印支撐構(gòu)造。

如果沒(méi)有3D打印支撐構(gòu)造，則沒(méi)有辦法打印長(zhǎng)度超過(guò)5mm的橋。注意它們是如何變形和變形的。

測(cè)試打印機(jī)在沒(méi)有支撐的情況下打印懸伸的能力

3、與垂直懸伸不到45度的經(jīng)驗(yàn)法則不需要支撐就是 - 經(jīng)驗(yàn)法

你的里程可能會(huì)有所不同，這在很大程度上取決于你的打印機(jī)，其狀況和你使用的材料。狀況不佳的打印機(jī)可能沒(méi)有辦法以垂直方向35或40度的角度打印懸挑！

在開(kāi)始打印具有懸垂的模型之前，最好先了解一下打印機(jī)打印更無(wú)害的懸垂的能力。

這很容易做到。只需從Thingiverse下載這個(gè)Massive Overhang Test模型并打印出來(lái)。該型號(hào)具有一系列懸伸，范圍從20度到70度，增量為5度。

4、Thingiverse的大規(guī)模懸挑測(cè)試

確定打印機(jī)開(kāi)始失敗的角度。這是打印機(jī)無(wú)需支撐即可打印的最大懸伸角度。請(qǐng)注意這一點(diǎn)，以便你以后可以使用此信息來(lái)決定使用支撐的位置和不支撐的位置。

3D打印支撐結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)

你可能想知道為什么我們?cè)谟懻撔枰男┲我约澳男┓矫婵梢员苊?。所有這些大驚小怪的原因是因?yàn)槭褂?D打印支撐構(gòu)造有其缺點(diǎn)。

1、3D打印支撐結(jié)構(gòu)增加了材料成本

支撐構(gòu)造需要額外的材料，并且在打印后將它們?nèi)コG棄。  如果你在生產(chǎn)環(huán)境中使用3D打印，那么你很可能關(guān)心每個(gè)型號(hào)的成本。如果你是一個(gè)預(yù)算有限的業(yè)余愛(ài)好者，你可能也會(huì)關(guān)心它。

3D打印支撐構(gòu)造顯然增加了模型的成本。支撐構(gòu)造耗費(fèi)材料，稍后去除并丟棄該材料。因此，你使用的每一點(diǎn)3D打印支撐構(gòu)造都會(huì)增加模型的成本。

2、3D打印支撐結(jié)構(gòu)增加了打印持續(xù)時(shí)間

3D打印支撐構(gòu)造也增加了打印持續(xù)時(shí)間，因?yàn)楸匦璐蛴「嗟臇|西。

3、3D打印支撐結(jié)構(gòu)添加了后期處理工作

支撐構(gòu)造增加了后期處理工作。

3D打印支撐構(gòu)造不是模型的一部分。它們用于在打印期間支撐模型的各個(gè)部分。這意味著一旦打印結(jié)束，要在模型準(zhǔn)備就緒之前刪除結(jié)構(gòu)。在生產(chǎn)環(huán)境中，添加的工作意味著增加模型的成本。

4、3D打印支撐結(jié)構(gòu)損壞模型的風(fēng)險(xiǎn)

左：打印支撐。中：支撐去除造成損害。右：支撐刪除沒(méi)有太大的損害。

3D打印支撐構(gòu)造觸摸并經(jīng)常粘在模型的墻壁上。這是為懸垂和橋梁提供支撐的唯一方法。如果在去除3D打印支撐構(gòu)造時(shí)不小心，它們可能會(huì)在模型表面留下瑕疵。在最壞的情況下，部分模型可能會(huì)與3D打印支撐構(gòu)造一起中斷。

總而言之，使用3D打印支撐構(gòu)造存在重大缺陷。因此，這是另一條經(jīng)驗(yàn)法則：盡量減少3D打印支撐構(gòu)造的使用，并在必要時(shí)添加它。

支撐結(jié)構(gòu)幾何

有兩種常見(jiàn)類(lèi)型的3D打印支撐構(gòu)造：樹(shù)狀支撐和線(xiàn)性、手風(fēng)琴支撐。

樹(shù)狀支撐

樹(shù)狀支撐是一種樹(shù)狀結(jié)構(gòu)，支撐模型的懸垂。這種類(lèi)型的3D打印支撐僅在某些點(diǎn)觸及突出物。

樹(shù)狀3D打印支撐構(gòu)造

使用樹(shù)狀3D打印支撐的優(yōu)點(diǎn)是它更容易去除并且不會(huì)過(guò)多地?fù)p壞懸垂的下側(cè)。但請(qǐng)注意，它僅適用于鼻尖，指尖或拱門(mén)等非扁平懸垂。它不能為扁平懸伸提供足夠的穩(wěn)定性。

線(xiàn)性或手風(fēng)琴支撐

這是3D打印中最常用的支撐類(lèi)型。這種類(lèi)型的支撐由垂直支柱組成，可以觸及整個(gè)懸伸部分。這種類(lèi)型的3D打印支撐幾乎適用于每個(gè)懸伸和懸臂跨度。然而，它們更難以去除并且更可能對(duì)模型表面造成損壞。

線(xiàn)性3D打印支撐構(gòu)造

易于去除的支撐類(lèi)型

1、3D打印支撐結(jié)構(gòu)可拆卸的3D打印支撐結(jié)構(gòu)

具有一個(gè)擠出的打印機(jī)默認(rèn)使用3D打印支撐構(gòu)造。

如果你有一臺(tái)擠出器，那你必需使用打印模型的相同材料來(lái)打印3D打印支撐構(gòu)造。你可以自然地調(diào)整3D打印支撐構(gòu)造的比重，讓它低于模型比重，對(duì)于支撐材料來(lái)說(shuō)，這是唯一的控制。

由于模型和3D打印支撐構(gòu)造由相同的材料制成，因此分離它們的唯一方法是通過(guò)手動(dòng)斷開(kāi)支撐構(gòu)造或用刀切割。

這些去除方法對(duì)模型有很大的破壞風(fēng)險(xiǎn)，所以要采用適當(dāng)?shù)募夹g(shù)，在去除階段保持警惕和謹(jǐn)慎。

2、可溶化的3D打印支撐構(gòu)造

可溶化的支撐構(gòu)造容易去除，但需要雙擠出器打印機(jī)

如果你的打印機(jī)配有兩臺(tái)擠出器，那你會(huì)有更好的選擇。你可以裝載一臺(tái)PLA的擠出器打印模型，另一臺(tái)擠出器裝有水溶性材料，如PVA或Limonene可溶材料，如HIPS，用于打印支撐構(gòu)造。打印完之后，只需將模型浸入水中或檸檬烯中即可沖洗掉支撐構(gòu)造。

這種去除降低了模型損壞的風(fēng)險(xiǎn)，在使用之后容易處理，非常適合復(fù)雜的打印。

3、如何刪除分離3D打印支撐構(gòu)造

由于分離式3D打印支撐構(gòu)造難以去除并且會(huì)損壞模型，因此我們提供了一些經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)和測(cè)試的技巧，以正確的方式將其去除。首先，確定完全暴露易于用手指操縱的3D打印支撐構(gòu)造。嘗試用手指打破那些3D打印支撐構(gòu)造。要溫柔。很溫柔。如果你這樣做，大多數(shù)支撐構(gòu)造應(yīng)該很容易脫落。

接下來(lái)，使用工具去除難以訪(fǎng)問(wèn)的3D打印支撐構(gòu)造。關(guān)于哪種工具效果最好，有大量意見(jiàn)。你可以使用針鼻鉗，膩?zhàn)拥痘駿xacto刀。你還可以使用所有這些工具的組合。使用刀具或刮刀時(shí)，最好加熱模型或刀片，這使得3D打印支撐構(gòu)造更容易分層。一個(gè)微小的丁烷火炬可以幫助，但要確保模型不會(huì)損壞。在這里許多人都不建議使用Exacto刀具，因?yàn)樗且环N很鋒利又危險(xiǎn)的工具，一個(gè)滑動(dòng)，你可能先切斷的是自己的手指而不是支撐。

砂紙也是一種很好的去除工具。使用高砂礫砂紙（220至1200）進(jìn)行濕磨砂將去除3D打印支撐構(gòu)造，還可以?huà)伖饽Ｐ?。為了得到最好效果，將水涂抹在部件上以平滑、輕盈的方式打磨，直到達(dá)到所需的表面質(zhì)量。

你可以使用濕沙打磨去除3D打印支撐構(gòu)造的最后部分并拋光模型表面。

基于PLA的模型可能會(huì)在3D打印支撐構(gòu)造脫離時(shí)產(chǎn)生應(yīng)力痕跡，從而導(dǎo)致劃痕和瑕疵。指甲油清漆是修補(bǔ)或掩蓋這些缺陷的好工具。

避免3D打印支撐構(gòu)造的一個(gè)技巧是向可以執(zhí)行相同的模型添加元素。比如：

上面這張圖，右臂是懸垂的，但它由枕頭支撐。左腿也是懸垂的，用成束的氣體充當(dāng)支撐。

下一個(gè)例子

他巧妙的用流動(dòng)的禮服支撐模特的腿的臂部。固定在底部的矛充當(dāng)左臂的支撐。

這說(shuō)明了如何將支撐集成到模型中。這需要適合的整體設(shè)計(jì)元素，并且可以支撐懸垂或橋梁。如果操作正確，他可以增強(qiáng)模型的美感，在打印過(guò)程中不受3D打印支撐構(gòu)造的影響，為此可以節(jié)約時(shí)間，金錢(qián)和人力。

倒角

倒角是一種巧妙的方法，他將其他令人討厭的懸垂物變成無(wú)害的突出物，角度小于45度。例如，一個(gè)平緩傾斜或彎曲的邊緣，可以用不需要的支撐的菱角邊緣替換它。這種角度設(shè)計(jì)稱(chēng)為倒角。

左：逐漸變圓的邊緣，需要支撐；右：倒角邊緣，可以在沒(méi)有3D打印支撐構(gòu)造的情況下打印

同樣，如果模型中有孔，可以將其轉(zhuǎn)換為淚珠形狀的倒角孔。大多數(shù)情況下，不會(huì)影響模型的整體美感。但它可以減少打印模型所需的3D打印支撐構(gòu)造。

有時(shí)，必要的3D打印支撐就像在打印床上重新定向模型一樣簡(jiǎn)單，可以通過(guò)巧妙的重新定位構(gòu)建板上的模型來(lái)最小化3D打印支撐構(gòu)造的使用。比如：

它是一個(gè)角色模型，水平臂指向無(wú)限遠(yuǎn)和超越。

如果按原樣打印模型，我們需要支撐左臂，因?yàn)樗且粋€(gè)90度的長(zhǎng)突出物。

當(dāng)你取下支撐物時(shí)，它可能會(huì)在手臂下方留下瑕疵。為了避免這種情況，你可以將整個(gè)模型旋轉(zhuǎn)45度，只要添加對(duì)模型基礎(chǔ)的支撐，這對(duì)模型基礎(chǔ)的質(zhì)量無(wú)光緊要，這樣你就可以使用較少的3D打印模型結(jié)構(gòu)打印模型，并保護(hù)左臂免受損壞。

最后，我們強(qiáng)調(diào)一下，盡量減少3D打印支撐構(gòu)造的使用。

來(lái)源：中國(guó)3D打印網(wǎng)