《金屬3D打印的最佳實(shí)踐》Materialise白皮書第二章：最佳金屬支撐的三大優(yōu)勢(shì)

來源：Materialise

金屬零部件的增材制造（AM）并非易事。

當(dāng)今市場(chǎng)認(rèn)為初始學(xué)習(xí)曲線持續(xù)時(shí)間為兩年，期間會(huì)經(jīng)歷大量嘗試和錯(cuò)誤實(shí)驗(yàn)、打印失敗、金錢和時(shí)間的浪費(fèi)，能正確打印的情況只是少數(shù)。

最佳金屬支撐的三大優(yōu)勢(shì)

在金屬增材制造過程中，支撐結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了三大功能：

工藝穩(wěn)定

  （傳導(dǎo)熱量，減少應(yīng)力并避免打印失?。?br />
零件質(zhì)量

  （外形和表面）

可去除

本章主要介紹與質(zhì)量密切相關(guān)的工藝穩(wěn)定性。下列三個(gè)要素密不可分，這是因?yàn)闊崃抗芾聿簧茣?huì)產(chǎn)生變形，并進(jìn)一步導(dǎo)致打印失敗。接下來，我們來看一下各個(gè)要素的最佳實(shí)踐。

#1 管理熱量

圖中為樹支撐（左）和塊支撐（右）

熱量管理可分為大范圍管理和小范圍管理。就大范圍管理而言，通過實(shí)體支撐結(jié)構(gòu)，熱量可有效從零件傳導(dǎo)至打印平臺(tái)。
在Materialise Magics®軟件中，實(shí)體支撐結(jié)構(gòu)包括體積支撐、錐形支撐和樹型支撐。大部分熱量由實(shí)體支撐傳導(dǎo)，從而減少內(nèi)部應(yīng)力和變形。
關(guān)于局部熱量的管理，最好使用非實(shí)體支撐，如塊支撐。塊支撐結(jié)構(gòu)類似網(wǎng)格線，其中每條線的粗細(xì)與熔池的大小一致。附著在零件上的小齒和錐體也能散熱并避免形成浮渣。

#2 避免變形

如果熱量沒有完全傳導(dǎo)至打印平臺(tái)，則剩余的內(nèi)部應(yīng)力可能會(huì)導(dǎo)致變形。變形可能是整個(gè)零件變形（翹曲）或局部變形，例如，孔洞的幾何精度或收縮線的外觀受損。
實(shí)體支撐結(jié)構(gòu)通過將零件牢固地固定到打印平臺(tái)來抵抗變形。
非實(shí)體支撐可防止局部變形。通過改變零件的方向或在兩個(gè)表面相互接觸且有收縮線的位置做支撐，可避免局部變形。

#3 減少打印失敗

在打印過程中，粉床設(shè)備的鋪粉系統(tǒng)可對(duì)零件及其支撐結(jié)構(gòu)產(chǎn)生重大影響，可能導(dǎo)致零件移位。此外，變形的零件的邊緣有可能超出粉床，進(jìn)而導(dǎo)致碰撞，對(duì)零件和/或鋪粉機(jī)構(gòu)造成損壞。因此，使用實(shí)體支撐穩(wěn)固地連接平臺(tái)是必要的。

通過 Materialise Magics中的縮放支撐投影區(qū)域工具，可實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展支撐結(jié)構(gòu)并加強(qiáng)與平臺(tái)的連接。齒的大小、形狀、穿透水平及其他參數(shù)也會(huì)影響支撐結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。例如，錐形支撐能使與打印平臺(tái)的連接更加堅(jiān)固，減少打印失敗。

上一章：金屬3D打印的最佳實(shí)踐（一）：如何找到部件最佳擺放角度

下一章：金屬3D打印的最佳實(shí)踐（三）：混合支撐結(jié)構(gòu)可節(jié)省金屬材料

《金屬3D打印的最佳實(shí)踐》Materialise白皮書第二章：最佳金屬支撐的三大優(yōu)勢(shì)

來源：Materialise

金屬零部件的增材制造（AM）并非易事。

當(dāng)今市場(chǎng)認(rèn)為初始學(xué)習(xí)曲線持續(xù)時(shí)間為兩年，期間會(huì)經(jīng)歷大量嘗試和錯(cuò)誤實(shí)驗(yàn)、打印失敗、金錢和時(shí)間的浪費(fèi)，能正確打印的情況只是少數(shù)。

最佳金屬支撐的三大優(yōu)勢(shì)

在金屬增材制造過程中，支撐結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了三大功能：

工藝穩(wěn)定

  （傳導(dǎo)熱量，減少應(yīng)力并避免打印失?。?br />
零件質(zhì)量

  （外形和表面）

可去除

本章主要介紹與質(zhì)量密切相關(guān)的工藝穩(wěn)定性。下列三個(gè)要素密不可分，這是因?yàn)闊崃抗芾聿簧茣?huì)產(chǎn)生變形，并進(jìn)一步導(dǎo)致打印失敗。接下來，我們來看一下各個(gè)要素的最佳實(shí)踐。

#1 管理熱量

圖中為樹支撐（左）和塊支撐（右）

熱量管理可分為大范圍管理和小范圍管理。就大范圍管理而言，通過實(shí)體支撐結(jié)構(gòu)，熱量可有效從零件傳導(dǎo)至打印平臺(tái)。
在Materialise Magics®軟件中，實(shí)體支撐結(jié)構(gòu)包括體積支撐、錐形支撐和樹型支撐。大部分熱量由實(shí)體支撐傳導(dǎo)，從而減少內(nèi)部應(yīng)力和變形。
關(guān)于局部熱量的管理，最好使用非實(shí)體支撐，如塊支撐。塊支撐結(jié)構(gòu)類似網(wǎng)格線，其中每條線的粗細(xì)與熔池的大小一致。附著在零件上的小齒和錐體也能散熱并避免形成浮渣。

#2 避免變形

如果熱量沒有完全傳導(dǎo)至打印平臺(tái)，則剩余的內(nèi)部應(yīng)力可能會(huì)導(dǎo)致變形。變形可能是整個(gè)零件變形（翹曲）或局部變形，例如，孔洞的幾何精度或收縮線的外觀受損。
實(shí)體支撐結(jié)構(gòu)通過將零件牢固地固定到打印平臺(tái)來抵抗變形。
非實(shí)體支撐可防止局部變形。通過改變零件的方向或在兩個(gè)表面相互接觸且有收縮線的位置做支撐，可避免局部變形。

#3 減少打印失敗

在打印過程中，粉床設(shè)備的鋪粉系統(tǒng)可對(duì)零件及其支撐結(jié)構(gòu)產(chǎn)生重大影響，可能導(dǎo)致零件移位。此外，變形的零件的邊緣有可能超出粉床，進(jìn)而導(dǎo)致碰撞，對(duì)零件和/或鋪粉機(jī)構(gòu)造成損壞。因此，使用實(shí)體支撐穩(wěn)固地連接平臺(tái)是必要的。

通過 Materialise Magics中的縮放支撐投影區(qū)域工具，可實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展支撐結(jié)構(gòu)并加強(qiáng)與平臺(tái)的連接。齒的大小、形狀、穿透水平及其他參數(shù)也會(huì)影響支撐結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。例如，錐形支撐能使與打印平臺(tái)的連接更加堅(jiān)固，減少打印失敗。

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