前情提要22022年4月5日在fastradius.com上发布
进化制造新纪元 制造可能性3D打印技术使我们能够以前所未有的速度和精度创建前不可变部件,内含复杂维度和角度然而,性质添加制造过程上层加层常指部件需要支持管理打印期间内部压力-即重力-没有支持,添加层无法被环绕材料阻塞并崩溃,导致打印失效解决这一挑战,我们有时必须设计支持结构进入三维打印部件
保证三维打印部分在速度、质量和成本方面实现最大潜力, 重要的是理解支持结构并理解这些结构应如何融入添加式制造项目
支持结构三维打印
支持结构阻塞三维打印部件的元素,这些组件制造时没有辅助材料并非所有三维打印流程都需要支持结构:Stratsy解析沉积模型(FDM)、Colbone数字光合成TM和Stereolitography进程(SLA)往往需要支持,HP多喷气聚合即粉床打印过程则不需要支持
Stratasys沉积模型制造过程,例如,从打印床叠加层层并附到下层材料,并可能叠加下层以创建角面当角超过45度时,悬浮元素通常需要支持或非支持材料的权重会导致元素崩溃和打印失效
需要支持时,必须将支持整合到部件设计中,并打印到制作时的部分中当然,这意味着计算三维打印过程和后进程清除支持结构期间需要的额外时间和材料
异常点 :并非所有添加制造方法都需支持结构3D打印技术,如装配沉积建模打印部件多层火药自食其力,HPMJF部件设计无需整合支持结构
类型支持结构可用性
3D打印部件支持结构在设计类型上不尽相同,但可大致分为两类:树类和栅栏类
- 树支持 :相似分支或树干,树支持可加分整洁适配角面以方便清除树支持可快速设计、应用测试,作为三维打印项目的一部分,快速迭代形形色色结构表示可以远程拓展支持特定区域
- 栅栏支持 :相似墙状并有各种安装点,栅栏支持打印直达部分表面,并常装嵌套结构栅栏支持比树支持更持久易去除,通常对整形片或高容量生产选择更好
何时使用添加制造支持结构
4摄氏度规则表示3D打印45摄氏度以上需要支持,而45摄氏度以下者则不支持
然而,45°规则应被视为一般经验规则,对支持结构的需要视部件设计的复杂性和所用材料而异。在某些情况下,连接可能为辅助结构提供替代物:连接法加热添加物伸展短距离(通常小5毫米)而不损害部分完整性
YHT原理:3D打印模型时站立字母Y、H和T对说明添加式制造支持结构的必要性有用
- 字母Y双臂从45度Y字母扩展-上悬角不需要支持结构越远悬角超过45度,就越有可能需要支持结构
- 字母H字母H的两个垂直元素相互介于5毫米内,3D可加桥打印横向构件垂直元素相距超出5毫米时,横向元素可能需要支持结构
- 字母T字母T双臂从90度垂直单元扩展,需要支持结构
超出悬浮角外,其他因素可能影响对支持结构的需要其中包括三维打印机质量和打印速度:慢打印机等可能增加对支持结构的需求
支持结构:制造挑战
支持结构在许多添加性构建中是必要的,但重要的是记住,它们可显著影响部分成本体积制作更别提项目最终生成的废品量清除支持结构时也应注意,因为它们可能损耗或分块标记
牢记这些因素,3D打印部件设计最理想,以尽量减少或消除对支持结构的需要,并在可能的情况下添加制造设计应用原理优化部件质量、成本和生产时间下列策略可能有助于减少对支持结构的需求:
方向性 :打印床部件取向可能影响对支持结构的需要悬浮部分可旋转反转或侧移消除在上述例子中,将3D字母Y、H和T反置将完全消除任何悬置元素并同时需要支持结构或桥梁
部件几何学可能时从设计中清除悬浮物-或将角小到小于45度功能性需求可能无法完全消除悬浮,但你也许可以引入替代设计元素,如Chanfers、gussets和radi,使部分几何多加自支持
部件分离3D打印技术使复杂单件生产成为可能,但如果支持量降低质量或成本效益则值得拆分小部件供日后整理球形部件需要大量支持,但通过二分法生成大平面, 完全消除对支持的需求是可能的
支持密度 :对支持结构施加的压力将决定它们需要多强和打印需要多少材料为了确保成功和成本效益打印,确保支持结构密度足以支持悬置元件的大小记住越稠密支持结构 越难清除后印
可解析支持 :约3D打印技术可以通过二级打印喷嘴单立解构件打印支持结构支持结构可浸入水或化学物中,后印并溶解以留下完整部分可分解支持在支持结构清除过程内降低成份受损可能性多数FDM添加材料有解码支持,DLS和SLA材料没有解码支持HPMJF进程完全不需要支持
开始启动
支持结构将继续在大多数添加制造项目中起不可或缺的作用。
目标总是减少或消除对支持结构的需求,而工程师则力求优化功能和成本部分if you'd想知道更多 关于我们可以如何使 添加制造项目成为可能联系方式SyBridge团队