3D打印對象與3D打印支撐結(jié)構(gòu)

在某些3D打印工藝中支撐結(jié)構(gòu)是必不可少的東西，一方面，他們對于具有懸垂或橋梁的模型是必要的。另一方面是他們增加了材料成本，增加了更多的后處理工作，并且損壞模型的表面。
因此，正確的獲得3D打印支撐結(jié)構(gòu)是3D打印復(fù)雜模型的一個非常重要的方向。

一、什么樣的模型需要添加支撐結(jié)構(gòu)

模型添加支撐主要是為了防止在打印過程中材料下墜，影響模型打印的成功率。
在這里，需要首先說明一個概念——3D打印中的45度角原則。通俗來講就是要不要添加支撐需要看模型有沒有懸空部分，懸空部分是否大于45度。
如果懸垂物與垂直方向傾斜的角度小于45度，那么你可以不使用3D打印支撐結(jié)構(gòu)打印該懸垂物，反之，如果與垂直方向成45度以上，則需要3D打印支撐結(jié)構(gòu)。

具體如下圖所展示的字母Y和T，字母Y中的兩個突出部分相對于垂直方向具有小于45度的角度，因此，如果你想打印字母Y，你可以無需添加支撐結(jié)構(gòu)。
字母T中的懸垂與垂直方向成90度角，所以你必須使用3D打印支撐結(jié)構(gòu)打印字母T。

沒有3D打印支撐結(jié)構(gòu)，字母T將無法正確打印，將會是如下一團糟的情況。

同時，也包括我們之前所說的模型擺放方向，不同的擺放方向會需要不同的支撐，添加支撐的要求也不一樣。

部分3D打印工藝中需要為打印零件添加支撐結(jié)構(gòu)，以防止零件卷曲和翹曲，例如在使用激光熔化成型技術(shù)（SLM）加工金屬零件時，通常需要為懸伸結(jié)構(gòu)添加支撐；光固化成型技術(shù)（SLA）3D打印中，也存在著需要添加支撐結(jié)構(gòu)的情況。

二、3D打印支撐結(jié)構(gòu)的缺點

1）3D打印支撐結(jié)構(gòu)增加材料成本
支撐結(jié)構(gòu)需要額外的材料，并且在打印后將它們移除并丟棄。因此，你使用的每一點3D打印支撐結(jié)構(gòu)都會增加模型的成本。
2）3D打印支撐結(jié)構(gòu)增加打印時間
3D打印支撐結(jié)構(gòu)的添加，意味著打印的東西變多，相應(yīng)的打印時間也隨之增加。
3）3D打印支撐結(jié)構(gòu)增加后處理工作
3D打印支撐結(jié)構(gòu)不是模型的一部分，它們用于在打印期間支撐模型的各個部分。因此一旦打印結(jié)束，要在模型準(zhǔn)備就緒之前將支撐結(jié)構(gòu)移除。
4）3D打印支撐結(jié)構(gòu)損壞模型的風(fēng)險
3D打印支撐結(jié)構(gòu)經(jīng)常粘在模型的壁上，這是為懸垂和橋梁提供支撐的**方法。如果在移除3D打印支撐結(jié)構(gòu)時不小心，它們可能會在模型表面留下瑕疵。最壞的情況，部分模型可能會與3D打印支撐結(jié)構(gòu)一起中斷。

左：打印支撐。中：支撐移除造成損害。右：支撐移除沒有太大損害。

三、如何巧妙去除支撐結(jié)構(gòu)

拆支撐主要是要有耐心，可先嘗試用手指打破那些3D打印支撐結(jié)構(gòu)，要溫柔、很溫柔，如果你這樣做，大多數(shù)支撐結(jié)構(gòu)應(yīng)該很容易脫落。
遇到結(jié)構(gòu)復(fù)雜的，則可以采用偏口鉗或者刀進(jìn)行拆除。砂紙也是一種很好的去除工具。使用高砂礫砂紙（220至1200）進(jìn)行濕磨砂將去除3D打印支撐結(jié)構(gòu)，還可以拋光模型。

選對支撐材料也很關(guān)鍵，支撐材料可以選擇水溶性材料。這一點主要針對雙噴頭獨立加熱的3D打印機，一個用來噴出模型材料，另一個用來噴出支撐材料。兩種材料特性不同，打印完之后，只需將模型浸入水中或檸檬烯中即可沖洗掉支撐結(jié)構(gòu)。

這種移除降低了模型損壞的風(fēng)險，在使用之后容易處理，非常適合復(fù)雜模型的打印。
總而言之，使用3D打印支撐結(jié)構(gòu)存在重大缺陷。因此，這是另一條經(jīng)驗法則：盡量減少3D打印支撐結(jié)構(gòu)的使用，在必要時添加它，并在添加支撐時注意方式方法。或者也可選擇其他打印工藝，例如選擇性激光燒結(jié)工藝（SLS），尼龍材料打印，則無需添加支撐結(jié)構(gòu)。
3D打印技術(shù)本身就是一項非常節(jié)省成本的工藝技術(shù)，如果能實現(xiàn)所有3D打印工藝的無支撐化，制造業(yè)將實現(xiàn)真正的“零損耗”。