无支撑打印开辟增材制造更大可能性

　　来源：EOS

　　在增材制造（AM）技术中，无支撑成型是生产3D打印零部件的一种方式，其中零部件不包含任何支撑结构。支撑结构通常用于在成型过程中，增强和维持正在制造的零部件结构。出于各种原因，支撑结构十分必要，具体取决于成型零部件的大小和形状。

　　巧妙地布置支撑结构可防止由热应力引发的变形、促进热量从熔化的材料中转移，并保护成型零部件免受铺粉装置刮刀的影响（如果发生冲击，刮刀可能会影响零部件成型）。支撑结构还可以在成型过程中提高零部件的刚性，例如，将零部件固定到成型台上以保持稳定。

　　为了以正确的形状构建增材层，由粉末制成的支撑结构可支撑打印零部件的凸出结构。无支撑打印的理念即去除支撑，实现零部件完全独立成型，并在打印完成后立即可以投入使用。

　　从概念上讲，无支撑打印具备多项优势，这正是该理念仍然处于行业前沿的原因。无支撑打印不仅能减少成型过程中的材料消耗，还具备其他优势。那么，最大的问题是：完全无支撑的3D打印是否切实可行？

　　无支撑成型的优势

　　通过完成无支撑3D打印转型，增材制造工艺可以在经济、环境和时间方面进行全方面改进。在成型过程中不需要构建支撑结构意味着粉末床中的材料熔化量减少，这会对增材制造工艺产生多方面积极影响。

　　制造速度提升诀窍1：缩短生产时间。如果在成型过程中，打印机的激光器不需要不断添加支撑层，则会缩短打印时间。虽然对于每一构建层而言，可以节省的时间有限，但在整个成型过程中，累积效果足以显著缩短零部件生产所需的时间。如果大规模应用于制造业，能让公司大幅缩短生产时间。

　　制造速度提升诀窍2：节省后处理资源。在设计之初就不考虑支撑结构意味着在后处理阶段中无需移除支撑，从而显著降低对交货时间的影响。移除支撑占据了后处理过程的大部分时间。因为支撑结构随附于最终产品上，所以需要移除并实施表面处理，才能确保零部件表面均完美匹配。要实现此种效果，公司需要投入资金和时间来获取专业技术和工具。在极端情况下，成型过程中增加耗时一分钟的处理步骤可能会导致交货时间推迟一天。无支撑成型可以消除如此密集的后处理调整，从而提高零部件的加工速度，降低成本。

　　无需移除附加的支撑结构，在打印完成后，即可确保打印零部件的表面光洁度更出色一致。

　　制造速度提升诀窍3：减少材料消耗并降低环境影响。考虑到可持续性和负责任的制造，显而易见的是，不使用支撑结构，或者哪怕只是减小支撑的尺寸和数量，都有助于减少材料消耗量。从而降低材料浪费和能源消耗，削减 3D 打印的财务和环保成本。无支撑打印还缩短了初始打印过程和后处理过程（零部件加工）的总时间，从而提高了效率和易用性。无支 撑3D 打印有哪些应用场景？

　　实际上，100% 无支撑的增材制造目前无法应用于所有应用或几何形状。但这并不意味着在未来也无法实现– 在EOS Additive Minds，我们最近在迈向无支撑打印的最终目标方面取得了振奋人心的飞跃。

　　金属增材领域中始终存在的问题可能是在没有支撑的情况下，无法打印低于某个悬垂角度的结构。无支撑时，由于在打印过程中激光聚焦能量照射而产生残余应力，导致悬垂部分可能会发生翘曲。这通常限制了金属增材系统用户选择应用。

　　凭借创新思维，行业领导者一直在不断质疑和挑战解决关键的45 度角问题。多款软件和参数包现已面世，使用户能够以更小的角度打印悬垂结构和牙桥，同时不会影响3D 打印工艺的效果和金属零部件的质量。

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