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【技术分享】金属3D打印技术解析之支撑添加技巧

导读: 尽管我们可以通过设计来尽可量的减少支撑,但是也不可能完全将支撑消除。但只要存在支撑就意味着加工成本的提高,加工时间的延长,后期处理的繁琐,所以对于支撑方式的取舍需要针对以上三点进行考虑。

上一期为大家介绍了金属3D打印的摆放于方向的注意事项,那么摆放的问题解决了接下来就是对于支撑的添加技巧今天就给大家详解一下其中的奥秘。尽管我们可以通过设计来尽可量的减少支撑,但是也不可能完全将支撑消除。但只要存在支撑就意味着加工成本的提高,加工时间的延长,后期处理的繁琐,所以对于支撑方式的取舍需要针对以上三点进行考虑。

支撑功能

物理支撑:

支撑可用于固定下表面部分。(与水平夹角小于45°和局部最低点的部分)

残余应力:

在加工设计和摆放都无法解决的残余应力可以通过支撑来抵消一部分残余应力。防止零件变形或加工零件脱离基板。

导热:

粉末是绝热体。支撑可以在下表面区域带走一部分热量,这有助于避免下表面粉末过度融化,变色,变形。

不添加支撑的极限:

如果零件的几何形状比支撑更加脆弱,则在后期处理过程中零件损坏的风险较高。孔洞和管道内的支撑很难移除,并且可能需要后续加工。同样,支撑太小也会给移除带来难度。一般来说1mm以内的水平悬伸结构可以自身支撑。超过1mm的水平悬伸结构需要添加支撑。或在不影响零件本身实用性的前提下添加圆角和倒角来消除悬伸结构。

水平细节和小型特征:

零件侧面露出的横向孔可能也需要支撑。在大多数金属打印设备上可加工出的孔的最小尺寸为直径0.4 mm。

直径大于8mm的孔洞和管道将需要在其中心添加支撑。直径介于这两个尺寸之间的孔洞可在不添加支撑的情况下加工,但它们的下表层表面可能会出现一些变形,这是因为悬伸部分上方的熔池冷却速度减慢所致。

由于水平孔的圆度很可能不会十分理想,因此更可行的方法通常是改变它们的形状以便它们能够采用自身支撑。在某些情况下,泪滴形或菱形孔都是可以接受的最终特征。两种轮廓都可用于流体通道,并可提供相似的液压性能,但是菱形孔能够更好地抵抗流体压力。

在其他情况下,如果要求必须有高精度的圆孔,则需要进行后期加工。在许多情况下,不在增材制造阶段加工这些孔,而是在后期处理阶段在实心结构上钻孔,这可能是最合理的方式。

有关支撑的建议:

1、将直径8mm以上的孔改成自身支撑结构的菱形孔

2、使用圆角或倒角避免棘手支撑

3、旋转零件使下表面部分偏离刮刀方向

4、在增材制造过程结束后在加工小型结构特征

5、紧贴基板完成零件加工,同时添加加工余量

小结

增材制造技术为生产高效、高性能的零件提供了极大的设计自由。但是要想以最低的成本和最少的浪费来批量生产零件,则必须充分考虑增材制造的工艺特性。工程师对成本时间和成功率的取舍尤为重要。设计师应对增材制造工艺有更为深入的了解。更多技术咨询请致电400-690-7753!

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