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优化3D打印支撑技术:悬角及塔形支撑结构

时间:2023-06-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:图5-59 支撑的方式Overhang Angle:悬角,指悬空部位与打印平台的夹角。如图5-61所示,这些图案的特点与功能跟5.9.4 节中的Infill Pattern一致。当设定了Support Roof Density的数值时,其子选项Support Roof Line Distance的数值将由软件自动生成。该功能将根据预设的最小直径,在支撑区域内小于该直径的悬空部位下方生成塔形的支撑结构,其余支撑部分将使用常规的支撑结构。

优化3D打印支撑技术:悬角及塔形支撑结构

在打印的过程中经常会用到支撑结构,下面将给大家讲解与支撑相关的打印参数设置,如图5-58所示。

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图5-58 支撑相关的设置项

Enable Support:启用支撑。当打印件有向外突出悬在空中的结构时,需要在其下方添加支撑结构,以防止塑料的垂落。

Placement:支撑的方式,其定义了支撑所在的位置,分为Everywhere(所有支撑)与Touching Build Plate(平台接触的支撑),如图5-59所示。

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图5-59 支撑的方式

Overhang Angle:悬角,指悬空部位与打印平台的夹角。如图5-60所示,其左边为50°悬角时的支撑结构,其右边为70°悬角时的支撑结构。0°表示当前部位与平台垂直没有悬空;90°表示当前部位与平台平行。

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图5-60 悬角与支撑的使用(图片来源:Ultimaker官网)

Support Pattern:支撑图案。如图5-61所示,这些图案的特点与功能跟5.9.4 节中的Infill Pattern(填充图案)一致。

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图5-61 五种支撑图案(图片来源:Ultimaker官网)

Connect ZigZags:连接折返线填充。当填充图案选择折返线时,该选项将出现。启用该功能,折返线终点将按图层的轮廓与外壁相连,从而增强了支撑的强度以及与打印平台的附着力

Support Density:支撑密度。设置值越高支撑就越结实,尤其适合在跨度较大的悬空结构下使用,不过打印时间将相应加长而且拆除比较困难。其子选项Support Line Distance(支撑线间距)是软件根据支撑密度自动计算出来的,可更直观地显示支撑结构的状态。

X/Y Distance:xy方向间距。该选项用于设置xy方向上支撑与内壁之间的距离。较大的设置值可减少支撑与侧壁发生粘连的机会,但过大的设置值也会使个别过少的悬空结构得不到支撑,如图5-62xy方向间距所示。

Z Distance:z方向间距。该功能用于设置z方向上支撑与内壁之间的距离,在z方向间距有两个设置参数:Top Distance(顶部间距)与Bottom Distance(底部间距)。这两个设置项分别定义了支撑与顶部、支撑与底面的距离。设置较小的间距,可以使打印件表面更加光滑,但同时也会使支撑与打印件粘连的更紧密,增加了支撑拆除难度,如图5-63所示。

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图5-62 xy方向间距 (图片来源:Ultimaker官网)

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图5-63z方向间距 (图片来源:Ultimaker官网)(www.xing528.com)

Stair Step Height:支撑底面梯级高度。当选择所有支撑时,经常会碰到模型内部的支撑建立在曲面上。如图5-64所示,设置值越低阶梯就越密,可使支撑底部更光滑,并且与打印件表面紧密相贴,而较高的设置值可使支撑的拆除更容易。

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图5-64 支撑底面梯级高度(图片来源:Ultimaker官网)

Join Distance:合并距离。通过设置合并距离,可使相邻的且距离小于该设置值的多个独立支撑结构合并成一个支撑结构,如图5-65所示。该功能可提高支撑结构的强度,特别对于比较薄的支撑结构可显著提高其强度及稳定性,但过于单一的支撑结构会加大支撑拆除的难度。

Horizontal Expansion:横向扩展。如图5-66所示,当支撑部分过于单薄时,启用该功能可通过扩展来提高支撑的强度。

Area Smooting:平滑区域。该功能通过精简喷头在x/y方向的移动路径,减少因短距离频繁移动引起的共振,使支撑结构的外表面变得更加平滑。尽管设置值越高支撑越平滑,但过高的设置值容易造成悬空部位支撑结构的缺失。

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图5-65 支撑的合并距离 (图片来源:Ultimaker官网)

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图5-66 横向扩展 (图片来源:Ultimaker官网)

Enable Support Roof:启用屋顶型支撑结构。该功能在支撑与悬空结构底层之间,按悬空结构的形状增加一个封闭的打印层,这样可使悬空的部分得到更好的支撑。该功能激活后,还能定制如下参数:

●Support Roof Thickness(屋顶型支撑结构厚度):合理的厚度可得到比较光滑的打印件表面,而过厚将会增加打印时间,还会增加支撑结构拆除的难度。

●Support Roof Density(屋顶型支撑结构密度):密度越高屋顶型支撑结构就越光滑,但打印时间与支撑结构拆除的难度都会相应增加。当设定了Support Roof Density的数值时,其子选项Support Roof Line Distance(屋顶型支撑结构线间距)的数值将由软件自动生成。

●Support Roof Pattern(屋顶型支撑结构图案):这里有五种图案可供选择,跟之前讲述过的填充图案以及支撑图案一样。

Use Towers:使用支撑塔。该功能将根据预设的最小直径,在支撑区域内小于该直径的悬空部位下方生成塔形的支撑结构,其余支撑部分将使用常规的支撑结构。如图5-67所示,启用该功能后还可定制如下参数:

●Tower Diameter(支撑塔直径):较大的直径可增加支撑的强度。

●Minimum Diameter(悬空部分最小直径):软件将根据该直径来确定支撑塔的位置。

●Tower Roof Angle(支撑塔顶角度):该角度用于调整塔顶与悬垂部分的接触面积,塔顶越平支撑越牢固,塔顶越尖就越容易拆除。

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图5-67 支撑塔的使用(图片来源:Ultimaker官网)

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