無支撐金屬3D打印解決方案
什麼是無支撐打印?
在增材製造(AM) 技術中,無支撐成型是生產3D 打印零部件的一種方式,其中零部件不包含任何支撐結構。支撐結構通常用於在成型過程中,增強和維持正在製造的零部件結構。出於各種原因,支撐結構十分必要,具體取決於成型零部件的大小和形狀。
巧妙地佈置支撐結構可防止由熱應力引發的變形、促進熱量從熔化的材料中轉移,並保護成型零部件免受鋪粉裝置刮刀的影響(如果發生衝擊,刮刀可能會影響零部件成型)。支撐結構還可以在成型過程中提高零部件的剛性,例如,將零部件固定到成型台上以保持穩定。
為了以正確的形狀構建增材層,由粉末製成的支撐結構可支撐打印零部件的凸出結構。無支撐打印的理念即去除支撐,實現零部件完全獨立成型,並在打印完成後立即可以投入使用。
從概念上講,無支撐打印具備多項優勢,這正是該理念仍然處於行業前沿的原因。無支撐打印不僅能減少成型過程中的材料消耗,還具備其他優勢。那麼,最大的問題是:完全無支撐的3D 打印是否切實可行?
無支撐成型的優勢
通過完成無支撐3D 打印轉型,增材製造工藝可以在經濟、環境和時間方面進行全方面改進。在成型過程中不需要構建支撐結構意味著粉末床中的材料熔化量減少,這會對增材製造工藝產生多方面積極影響。
製造速度提升訣竅1:縮短生產時間
如果在成型過程中,打印機的激光器不需要不斷添加支撐層,則會縮短打印時間。雖然對於每一構建層而言,可以節省的時間有限,但在整個成型過程中,累積效果足以顯著縮短零部件生產所需的時間。如果大規模應用於製造業,能讓公司大幅縮短生產時間。
製造速度提升訣竅2:節省後處理資源
在設計之初就不考慮支撐結構意味著在後處理階段中無需移除支撐,從而顯著降低對交貨時間的影響。移除支撐佔據了後處理過程的大部分時間。因為支撐結構隨附於最終產品上,所以需要移除並實施表面處理,才能確保零部件表面均完美匹配。要實現此種效果,公司需要投入資金和時間來獲取專業技術和工具。在極端情況下,成型過程中增加耗時一分鐘的處理步驟可能會導致交貨時間推遲一天。無支撐成型可以消除如此密集的後處理調整,從而提高零部件的加工速度,降低成本。無需移除附加的支撐結構,在打印完成後,即可確保打印零部件的表面光潔度更出色一致。
製造速度提升訣竅3:減少材料消耗並降低環境影響
考慮到可持續性和負責任的製造,顯而易見的是,不使用支撐結構,或者哪怕只是減小支撐的尺寸和數量,都有助於減少材料消耗量。從而降低材料浪費和能源消耗,削減3D 打印的財務和環保成本。無支撐打印還縮短了初始打印過程和後處理過程(零部件加工)的總時間,從而提高了效率和易用性。