支撑结构：建造和拆除

1。简介：必要之恶

3D 打印最大的误区之一是“无需复杂性”。组件神奇地从粉末床中漂浮出来的图像是具有欺骗性的。实际上，基于粉末床的工艺 (PBF-LB) 几乎任何复杂的几何形状都需要大量支撑结构。

支撑结构会消耗昂贵的金属粉末，大大增加打印时间，并且手动移除它们会产生巨大的后处理成本。本白皮书展示了为什么支撑是必要的，以及巧妙的设计如何最大限度地减少支撑。

2。支持的真正工作

在金属 3D 打印中，支撑的任务比仅仅保护组件免受重力更重要。

• 散热：激光产生数千度的热量。当它经过松散的粉末（这是一种极好的绝缘体）时，热量就会积聚。熔池几乎爆炸了。固体支撑结构的作用就像散热片：它们将悬垂的极端热量向下散发到固体建筑板中。
• 防止翘曲（锚定）：快速冷却的层会极度收缩（收缩）并产生内应力，从而使组件向上弯曲。实心块支撑使用强力将组件锚定到板上，以防止其撕裂。

3。支撑结构的类型

设计人员可以在软件中选择不同的支持类型（例如 Materialise Magics）：

• 块支持：网格状的盒子结构。非常坚固，散热能力强，但难以去除。通常用作组件基础的锚点。
• 树支撑（树结构）：有机生长的树枝，在特定点支撑组件。它们节省大量粉末，易于折断，但散热较差。
• 锥体支撑：放置在组件表面上的小锥体，以保持接触面最小（易于折断）。

4。增材制造设计 (DfAM)

最好的支持是您不必打印的支持。得益于智能 DfAM，该设计无需支撑。

• 泪滴形状：圆形孔和水平冷却通道通常构造为卧滴或菱形。陡峭的侧面（超过 45 度）可以支撑自己。
• 方向：与板平行的扁平组件需要 100% 的支撑。如果在安装空间中将其旋转 45 度，它会突然支撑起来。

5。结论：成本驱动因素 1

任何将支撑结构的设计留给软件机器的人都将在生产中付出高昂的代价。实心钛支架需要铣削、带锯或线蚀 (EDM) 来去除。与实际的 CAD 设计相比，增材制造大师设计师会在组件的智能、无支撑对齐和成形方面投入更多的时间。