支撐結(jié)構(gòu)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?，增加了更多的后處理工作，并且損壞模型的表面。

因此，正確的獲得3D打印支撐結(jié)構(gòu)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打印支撐結(jié)構(gòu)？

當(dāng)你的模型具有以下任何內(nèi)容不支撐的懸垂或橋接時(shí)，你可能需要使用3D打印支撐結(jié)構(gòu)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打印支撐結(jié)構(gòu)打印該懸垂物。

與垂直方向成45度以上角度的懸垂需要3D打印支撐結(jié)構(gòu)

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。

用字母Y和T最好地說明這個(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打印支撐結(jié)構(gòu)的情況下離開！

字母Y中的突出部分不需要3D打印支撐結(jié)構(gòu)。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。所以你必須使用3D打印支撐結(jié)構(gòu)打印字母T，否則會(huì)是一團(tuán)糟，如下圖所示。

沒有3D打印支撐結(jié)構(gòu)，字母T將無法正確打印

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打印支撐結(jié)構(gòu)的情況下進(jìn)行打印。

要做到這一點(diǎn)，打印機(jī)使用一種稱為橋接的技術(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打印支撐結(jié)構(gòu)。

如果沒有3D打印支撐結(jié)構(gòu)，則無法打印長(zhǎng)度超過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(jī)打印更無害的懸垂的能力。

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。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)開始失敗的角度。這是打印機(jī)無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打印支撐結(jié)構(gòu)有其缺點(diǎn)。

1、3D打印支撐結(jié)構(gòu)增加了材料成本

支撐結(jié)構(gòu)需要額外的材料，并且在打印后將它們移除并丟棄。 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)余愛好者，你可能也會(huì)關(guān)心它。

3D打印支撐結(jié)構(gòu)顯然增加了模型的成本。支撐結(jié)構(gòu)消耗材料，稍后移除并丟棄該材料。因此，你使用的每一點(diǎn)3D打印支撐結(jié)構(gòu)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打印支撐結(jié)構(gòu)也增加了打印持續(xù)時(shí)間，因?yàn)楸仨毚蛴「嗟臇|西。

3、3D打印支撐結(jié)構(gòu)添加了后期處理工作

支撐結(jié)構(gòu)增加了后期處理工作。

3D打印支撐結(jié)構(gòu)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：支撐移除造成損害。右：支撐刪除沒有太大的損害。

3D打印支撐結(jié)構(gòu)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。如果在移除3D打印支撐結(jié)構(gòu)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打印支撐結(jié)構(gòu)一起中斷。

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

支撐結(jié)構(gòu)幾何

有兩種常見類型的3D打印支撐結(jié)構(gòu)：樹狀支撐和線性、手風(fēng)琴支撐。

樹狀支撐

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

樹狀3D打印支撐結(jié)構(gòu)

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

線性或手風(fēng)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(gè)懸伸部分。這種類型的3D打印支撐幾乎適用于每個(gè)懸伸和橋接。然而，它們更難以移除并且更可能對(duì)模型表面造成損壞。

線性3D打印支撐結(jié)構(gòu)

易于移除的支撐類型

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打印支撐結(jié)構(gòu)。

如果你有一臺(tái)擠出機(jī)，那你必須使用打印模型的相同材料來打印3D打印支撐結(jié)構(gòu)。你可以自然地調(diào)整3D打印支撐結(jié)構(gòu)的密度，讓它低于模型密度，對(duì)于支撐材料來說，這是唯一的控制。

由于模型和3D打印支撐結(jié)構(gòu)由相同的材料制成，因此分離它們的唯一方法是通過手動(dòng)斷開支撐結(jié)構(gòu)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、可溶解的3D打印支撐結(jié)構(gòu)

可溶解的支撐結(jié)構(gòu)容易移除，但需要雙擠出機(jī)打印機(jī)。

如果你的打印機(jī)配有兩臺(tái)擠出機(jī)，那你會(huì)有更好的選擇。你可以裝載一臺(tái)PLA的擠出機(jī)打印模型，另一臺(tái)擠出機(jī)裝有水溶性材料，如PVA或Limonene可溶材料，如HIPS，用于打印支撐結(jié)構(gòu)。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結(jié)構(gòu)。

這種移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打印支撐結(jié)構(gòu)

由于分離式3D打印支撐結(jié)構(gòu)難以移除并且會(huì)損壞模型，因此我們提供了一些經(jīng)過試驗(yàn)和測(cè)試的技巧，以正確的方式將其移除。首先，確定完全暴露易于用手指操縱的3D打印支撐結(jié)構(gòu)。嘗試用手指打破那些3D打印支撐結(jié)構(gòu)。要溫柔。很溫柔。如果你這樣做，大多數(shù)支撐結(jié)構(gòu)應(yīng)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(jié)構(gòu)。關(guān)于哪種工具效果最好，有很多意見。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打印支撐結(jié)構(gòu)更容易切片。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打印支撐結(jié)構(gòu)，還可以拋光模型。為了獲得最佳效果，將水涂抹在零件上以平滑、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打印支撐結(jié)構(gòu)的最后部分并拋光模型表面。

基于PLA的模型可能會(huì)在3D打印支撐結(jié)構(gòu)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打印支撐結(jié)構(gòu)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，在打印過程中不受3D打印支撐結(jié)構(gòu)的影響，為此可以節(jié)省時(shí)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)稱為倒角。

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(jié)構(gòu)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打印支撐結(jié)構(gòu)。

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，可以通過巧妙的重新定位構(gòu)建板上的模型來最小化3D打印支撐結(jié)構(gòu)的使用。比如：

它是一個(gè)角色模型，水平臂指向無限遠(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打印支撐結(jié)構(gòu)的使用。