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3D打印机中的支撑

3D打印机中的支撑

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【摘要】:
FDM 3D打印机的工作原理是将一层层的热塑性塑料堆积在一起,形成一个3D物体。这种方式下,每一层新层必须由前一层托住。如果模型有悬空结构,下面没有东西可以托住,就需要额外添加支撑结构,以确保打印成功。
支撑结构被认为是3D打印中无法避免的麻烦环节。今天我们来说说3D打印的支撑。
1.什么时候需要支撑结构?
当模型有悬空或跨桥结构,下面没有东西可以托住,就需要用到支撑结构。并非所有的悬空都需要支撑。如果一个悬空倾斜的垂直角度小于45度,那么可以在打印此悬空时不用支撑。在连贯的层面之间,3D打印机移动的水平偏移非常小(几乎不明显)。因此,一个层面并不是完全叠加在前一层之上,而是叠加在一个很小的偏移量上。这使得打印机可以打印出垂直倾斜不太大的悬空物。任何低于45度的悬空都可以被之前的层面托住。45度通常被认为是临界角度。如果垂直度低于45度,就不需要支撑。但情况因人而异,这在很大程度上取决于你的打印机,包括打印机性能和你正使用的材料。打印机性能不好,可能无法打印出垂直35度或40度的悬空物!
2.3D打印支撑结构的缺点
如果在生产中使用3D打印,那么就会在意每个模型的成本。如果你是一个预算紧张的业余爱好者,你可能也会关心这个问题。3D打印支撑结构明显增加了模型的成本。支撑结构消耗材料,这些材料随后被拆除和丢弃。所以每一次3D打印添加支撑结构,都会增加模型的成本。支撑结构也增加了打印时间。后处理工作增多,比如拆除支撑。支撑结构接连并嵌入模型表面。如果拆除3D支撑的过程中不细心,就可能会在模型表面留下瑕疵。最坏的情况,部分模型可能会随着支撑结构断裂。总之,使用支撑结构也有明显的缺点。所以尽量少用支撑结构,只在必要时添加支撑。
3.支撑类型
树形支撑:树形是一个类树结构,用来支撑模型的悬空部分。这种类型的3D打印支撑只与悬空的某些位置点相连接。树形支撑的优点是,更容易拆除,不会损坏悬空底面太多。但要注意的是,它只适用于非平面的悬空,如鼻尖,指尖或拱形。对于平面的悬空,树形支撑不能提供足够的稳定性。
线形/风箱形支撑:3D打印中较常见的支撑类型。这类型的支撑由垂直的柱子组成,这些柱子与整个悬空相接。几乎每个悬空和跨桥都能用到这种支撑。但是它更难拆除,还有可能对模型表面造成损坏。
4.拆除支撑
首先,观察下支撑结构,哪里无遮挡容易下手,试着用手指掰断支撑。尽量要轻轻地。如果方法正确,大部分的支撑应该很容易脱落。使用工具剪断那些角落里的支撑。关于哪种工具最好用众说纷纭。可以使用尖嘴钳,刮刀或雕刻刀。当然也可以组合使用。当使用小刀或刮刀时,可以适当加热模型或刀片。这样支撑结构更容易被切掉。可以用到小型丁烷喷枪,但要确保别损坏模型。很多人不建议使用雕刻刀,因为它非常锋利和危险。砂纸也是不错的工具。
5.倒角
另一种消除支撑结构的方法是倒角。倒角是一种巧妙的方法,可以将原本令人讨厌的悬空变成角度小于45度的安全悬空。总之,很多时候,不可避免要用到支撑结构。但也要尽量保证支撑结构的稳定性,同时又不浪费过多材料,方便拆除且不损坏模型表面。


FDM 3D打印机的工作原理是将一层层的热塑性塑料堆积在一起,形成一个3D物体。这种方式下,每一层新层必须由前一层托住。如果模型有悬空结构,下面没有东西可以托住,就需要额外添加支撑结构,以确保打印成功。支撑结构被认为是3D打印中无法避免的麻烦环节。今天我们来说说3D打印的支撑。
1.什么时候需要支撑结构?
当模型有悬空或跨桥结构,下面没有东西可以托住,就需要用到支撑结构。并非所有的悬空都需要支撑。如果一个悬空倾斜的垂直角度小于45度,那么可以在打印此悬空时不用支撑。在连贯的层面之间,3D打印机移动的水平偏移非常小(几乎不明显)。因此,一个层面并不是完全叠加在前一层之上,而是叠加在一个很小的偏移量上。这使得打印机可以打印出垂直倾斜不太大的悬空物。任何低于45度的悬空都可以被之前的层面托住。45度通常被认为是临界角度。如果垂直度低于45度,就不需要支撑。但情况因人而异,这在很大程度上取决于你的打印机,包括打印机性能和你正使用的材料。打印机性能不好,可能无法打印出垂直35度或40度的悬空物!
2.3D打印支撑结构的缺点
如果在生产中使用3D打印,那么就会在意每个模型的成本。如果你是一个预算紧张的业余爱好者,你可能也会关心这个问题。3D打印支撑结构明显增加了模型的成本。支撑结构消耗材料,这些材料随后被拆除和丢弃。所以每一次3D打印添加支撑结构,都会增加模型的成本。支撑结构也增加了打印时间。后处理工作增多,比如拆除支撑。支撑结构接连并嵌入模型表面。如果拆除3D支撑的过程中不细心,就可能会在模型表面留下瑕疵。最坏的情况,部分模型可能会随着支撑结构断裂。总之,使用支撑结构也有明显的缺点。所以尽量少用支撑结构,只在必要时添加支撑。
3.支撑类型
树形支撑:树形是一个类树结构,用来支撑模型的悬空部分。这种类型的3D打印支撑只与悬空的某些位置点相连接。树形支撑的优点是,更容易拆除,不会损坏悬空底面太多。但要注意的是,它只适用于非平面的悬空,如鼻尖,指尖或拱形。对于平面的悬空,树形支撑不能提供足够的稳定性。
线形/风箱形支撑:3D打印中较常见的支撑类型。这类型的支撑由垂直的柱子组成,这些柱子与整个悬空相接。几乎每个悬空和跨桥都能用到这种支撑。但是它更难拆除,还有可能对模型表面造成损坏。
4.拆除支撑
首先,观察下支撑结构,哪里无遮挡容易下手,试着用手指掰断支撑。尽量要轻轻地。如果方法正确,大部分的支撑应该很容易脱落。使用工具剪断那些角落里的支撑。关于哪种工具最好用众说纷纭。可以使用尖嘴钳,刮刀或雕刻刀。当然也可以组合使用。当使用小刀或刮刀时,可以适当加热模型或刀片。这样支撑结构更容易被切掉。可以用到小型丁烷喷枪,但要确保别损坏模型。很多人不建议使用雕刻刀,因为它非常锋利和危险。砂纸也是不错的工具。
5.倒角
另一种消除支撑结构的方法是倒角。倒角是一种巧妙的方法,可以将原本令人讨厌的悬空变成角度小于45度的安全悬空。总之,很多时候,不可避免要用到支撑结构。但也要尽量保证支撑结构的稳定性,同时又不浪费过多材料,方便拆除且不损坏模型表面。