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如何正確的使用3D打印支撐結構?

2018-12-07

支撐結構是3D打印中必不可少的東西,一方麵,他們對於具有令人討厭的懸垂或橋梁的模型是絕對必要的。另一方麵是他們增加了材料成本,增加了更多的後處理工作,並且損壞模型的表麵。

因此,正確的獲得3D打印支撐結構是3D打印複雜模型的一個非常重要的方向。

什麽時候會用到3D打印支撐結構?

當你的模型具有以下任何內容不支撐的懸垂或橋接時,你可能需要使用3D打印支撐結構才能進行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。

金石三維:如何正確的使用3D打印支撐結構?

懸垂和橋梁用字母Y,H和T的經典例子說明。

1、3D打印支撐結構並非所有懸伸都需要支撐 - 45度規則

不是所有懸伸都需要支撐。一般的經驗法則是:如果懸垂物與垂直方向傾斜的角度小於45度,那麽你可以不使用3D打印支撐結構打印該懸垂物。

金石三維:如何正確的使用3D打印支撐結構?

與垂直方向成45度以上角度的懸垂需要3D打印支撐結構

事實證明,3D打印機在連續層之間使用非常小的水平偏移。因此,圖層不會在前一層上完美堆疊,而是堆疊一個微小的偏移。這允許打印機打印不會從垂直方向傾斜過多的懸垂物。前麵的圖層可以支撐45度以下的任何值。45度被認為是失敗的線。

用字母Y和T最好地說明這個方麵。字母Y中的兩個突出部分相對於垂直方向具有小於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打印支撐結構的情況下離開!


金石三維:如何正確的使用3D打印支撐結構?

字母Y中的突出部分不需要3D打印支撐結構。字母T中的那些確實需要它們。

另一方麵,字母T中的懸垂與垂直方向成90度角。所以你必須使用3D打印支撐結構打印字母T,否則會是一團糟,如下圖所示。

金石三維:如何正確的使用3D打印支撐結構?

沒有3D打印支撐結構,字母T將無法正確打印

2、3D打印支撐結構並非所有橋都需要支撐 - 5 mm規則

就像懸垂一樣,並非所有橋梁都需要支撐。這裏,經驗法則是:如果橋的長度小於5mm,則打印機可以在不需要3D打印支撐結構的情況下進行打印。

要做到這一點,打印機使用一種稱為橋接的技術 - 它將熱材料拉伸短距離並設法以最小的下垂打印它。

但是,如果橋長度超過5mm,則此技術不起作用。在這種情況下,你需要添加3D打印支撐結構。

金石三維:如何正確的使用3D打印支撐結構?

如果沒有3D打印支撐結構,則無法打印長度超過5mm的橋。注意它們是如何變形和變形的。

測試打印機在沒有支撐的情況下打印懸伸的能力

3、與垂直懸伸不到45度的經驗法則不需要支撐就是 - 經驗法

你的裏程可能會有所不同,這在很大程度上取決於你的打印機,其狀況和你使用的材料。狀況不佳的打印機可能無法以垂直方向35或40度的角度打印懸挑!

在開始打印具有懸垂的模型之前,最好先了解一下打印機打印更無害的懸垂的能力。

這很容易做到。隻需從Thingiverse下載這個Massive Overhang Test模型並打印出來。該型號具有一係列懸伸,範圍從20度到70度,增量為5度。

金石三維:如何正確的使用3D打印支撐結構?

4、Thingiverse的大規模懸挑測試

確定打印機開始失敗的角度。這是打印機無需支撐即可打印的最大懸伸角度。請注意這一點,以便你以後可以使用此信息來決定使用支撐的位置和不支撐的位置。

3D打印支撐結構的缺點

你可能想知道為什麽我們在討論需要哪些支撐以及哪些方麵可以避免。所有這些大驚小怪的原因是因為使用3D打印支撐結構有其缺點。

1、3D打印支撐結構增加了材料成本


金石三維:如何正確的使用3D打印支撐結構?

支撐結構需要額外的材料,並且在打印後將它們移除並丟棄。 如果你在生產環境中使用3D打印,那麽你很可能關心每個型號的成本。如果你是一個預算有限的業餘愛好者,你可能也會關心它。

3D打印支撐結構顯然增加了模型的成本。支撐結構消耗材料,稍後移除並丟棄該材料。因此,你使用的每一點3D打印支撐結構都會增加模型的成本。

23D打印支撐結構增加了打印持續時間

3D打印支撐結構也增加了打印持續時間,因為必須打印更多的東西。

33D打印支撐結構添加了後期處理工作

金石三維:如何正確的使用3D打印支撐結構?

支撐結構增加了後期處理工作。

3D打印支撐結構不是模型的一部分。它們用於在打印期間支撐模型的各個部分。這意味著一旦打印結束,要在模型準備就緒之前刪除結構。在生產環境中,添加的工作意味著增加模型的成本。

43D打印支撐結構損壞模型的風險

金石三維:如何正確的使用3D打印支撐結構?

左:打印支撐。中:支撐移除造成損害。右:支撐刪除沒有太大的損害。

3D打印支撐結構觸摸並經常粘在模型的牆壁上。這是為懸垂和橋梁提供支撐的唯一方法。如果在移除3D打印支撐結構時不小心,它們可能會在模型表麵留下瑕疵。在最壞的情況下,部分模型可能會與3D打印支撐結構一起中斷。

總而言之,使用3D打印支撐結構存在重大缺陷。因此,這是另一條經驗法則:盡量減少3D打印支撐結構的使用,並在必要時添加它。

支撐結構幾何

有兩種常見類型的3D打印支撐結構:樹狀支撐和線性、手風琴支撐。

樹狀支撐

樹狀支撐是一種樹狀結構,支撐模型的懸垂。這種類型的3D打印支撐僅在某些點觸及突出物。

金石三維:如何正確的使用3D打印支撐結構?

樹狀3D打印支撐結構

使用樹狀3D打印支撐的優點是它更容易移除並且不會過多地損壞懸垂的下側。但請注意,它僅適用於鼻尖,指尖或拱門等非扁平懸垂。它不能為扁平懸伸提供足夠的穩定性。

線性或手風琴支撐

這是3D打印中最常用的支撐類型。這種類型的支撐由垂直支柱組成,可以觸及整個懸伸部分。這種類型的3D打印支撐幾乎適用於每個懸伸和橋接。然而,它們更難以移除並且更可能對模型表麵造成損壞。

金石三維:如何正確的使用3D打印支撐結構?

線性3D打印支撐結構

易於移除的支撐類型

1、3D打印支撐結構可拆卸的3D打印支撐結構

具有一個擠出的打印機默認使用3D打印支撐結構。

如果你有一台擠出機,那你必須使用打印模型的相同材料來打印3D打印支撐結構。你可以自然地調整3D打印支撐結構的密度,讓它低於模型密度,對於支撐材料來說,這是唯一的控製。

由於模型和3D打印支撐結構由相同的材料製成,因此分離它們的唯一方法是通過手動斷開支撐結構或用刀切割。

這些去除方法對模型有很大的破壞風險,所以要采用適當的技術,在去除階段保持警惕和謹慎。

2、可溶解的3D打印支撐結構

金石三維:如何正確的使用3D打印支撐結構?

可溶解的支撐結構容易移除,但需要雙擠出機打印機。

如果你的打印機配有兩台擠出機,那你會有更好的選擇。你可以裝載一台PLA的擠出機打印模型,另一台擠出機裝有水溶性材料,如PVA或Limonene可溶材料,如HIPS,用於打印支撐結構。打印完之後,隻需將模型浸入水中或檸檬烯中即可衝洗掉支撐結構。

這種移除降低了模型損壞的風險,在使用之後容易處理,非常適合複雜的打印。

3、如何刪除分離3D打印支撐結構

由於分離式3D打印支撐結構難以移除並且會損壞模型,因此我們提供了一些經過試驗和測試的技巧,以正確的方式將其移除。首先,確定完全暴露易於用手指操縱的3D打印支撐結構。嚐試用手指打破那些3D打印支撐結構。要溫柔。很溫柔。如果你這樣做,大多數支撐結構應該很容易脫落。

接下來,使用工具移除難以訪問的3D打印支撐結構。關於哪種工具效果最好,有很多意見。你可以使用針鼻鉗,膩子刀或Exacto刀。你還可以使用所有這些工具的組合。使用刀具或刮刀時,最好加熱模型或刀片,這使得3D打印支撐結構更容易切片。一個微小的丁烷火炬可以幫助,但要確保模型不會損壞。在這裏許多人都不建議使用Exacto刀具,因為它是一種很鋒利又危險的工具,一個滑動,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)進行濕磨砂將去除3D打印支撐結構,還可以拋光模型。為了獲得最佳效果,將水塗抹在零件上以平滑、輕盈的方式打磨,直到達到所需的表麵質量。

金石三維:如何正確的使用3D打印支撐結構?

你可以使用濕沙打磨去除3D打印支撐結構的最後部分並拋光模型表麵。

基於PLA的模型可能會在3D打印支撐結構脫離時產生應力痕跡,從而導致劃痕和瑕疵。指甲油清漆是修補或掩蓋這些缺陷的好工具。

避免3D打印支撐結構的一個技巧是向可以執行相同的模型添加元素。比如:

金石三維:如何正確的使用3D打印支撐結構?

上麵這張圖,右臂是懸垂的,但它由枕頭支撐。左腿也是懸垂的,用成束的氣體充當支撐。

下一個例子

金石三維:如何正確的使用3D打印支撐結構?

他巧妙的用流動的禮服支撐模特的腿的臂部。固定在底部的矛充當左臂的支撐。

這說明了如何將支撐集成到模型中。這需要適合的整體設計元素,並且可以支撐懸垂或橋梁。如果操作正確,他可以增強模型的美感,在打印過程中不受3D打印支撐結構的影響,為此可以節省時間,金錢和人力。

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害的突出物,角度小於45度。例如,一個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。這種角度設計稱為倒角。

金石三維:如何正確的使用3D打印支撐結構?

左:逐漸變圓的邊緣,需要支撐;右:倒角邊緣,可以在沒有3D打印支撐結構的情況下打印

同樣,如果模型中有孔,可以將其轉換為淚珠形狀的倒角孔。大多數情況下,不會影響模型的整體美感。但它可以減少打印模型所需的3D打印支撐結構。

有時,必要的3D打印支撐就像在打印床上重新定向模型一樣簡單,可以通過巧妙的重新定位構建板上的模型來最小化3D打印支撐結構的使用。比如:

它是一個角色模型,水平臂指向無限遠和超越。

金石三維:如何正確的使用3D打印支撐結構?

如果按原樣打印模型,我們需要支撐左臂,因為它是一個90度的長突出物。

金石三維:如何正確的使用3D打印支撐結構?

當你取下支撐物時,它可能會在手臂下方留下瑕疵。為了避免這種情況,你可以將整個模型旋轉45度,隻要添加對模型基礎的支撐,這對模型基礎的質量無光緊要,這樣你就可以使用較少的3D打印模型結構打印模型,並保護左臂免受損壞。

金石三維:如何正確的使用3D打印支撐結構?

最後,我們強調一下,盡量減少3D打印支撐結構的使用。


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