FDM 快速成型无支撑模型的参数研究

童和平，张香红，张 洲，丘永亮

(1.广东开放大学，广州 510091；2.广东工业大学，广州 510090)

0 引言

FDM 熔融挤压快速成型技术是3D 打印技术使用最为普遍的技术，得到了许多科研机构和高校学者的青睐，想是近来发展最为热门的先进制造技术之一。FDM 熔融挤压快速成型技术具有设备成本低、制造效率高、 工作环境要求低及可加工传统工艺无法加工的零件等优势，使得FDM 3D 打印技术在机械制造、 工业设计及文化创意等多方面的应用越来越广。

许多科研机构和高校学者基于FDM 3D 打印开展了结构设计优化、打印工艺参数、耗材型号选取等方面的研究，这些研究主要是针对3D 打印产品的用途研究。然而，却很少对支撑技术进行深入的研究。FDM 技术是将热熔材料加热融化再挤压并堆积成一个成型截面，然后以同样的方式生成其他的成型截面，通过层层堆积最终形成实体模型，因此，在零件制作的过程中，当模型分层后的上层截面区域大于下层截面区域，支撑结构的生成是不可避免的。然而，支撑会对零件的成型质量造成较大的影响，也会增加耗材的废料，增加后期处理的难度，严重降低支撑部分表面质量［1-3］，因此，在 3D 打印产品模型中，研究FDM 快速成型无支撑模型技术具有重要的意义。

1 FDM 工艺模型支撑的添加技术

根据FDM 3D 模型打印的工作原理，3D 打印模型支撑有两种生成技术，接下来，将介绍下面两种模型支撑的添加技术。

1.1 模型支撑的手动生成技术

基于模型无实体部分需要添加支撑的原理，在设计模型三维立体图时，可以根据模型的结构造型和打印成型方向，人为判断哪些地方需要添加支撑，并确定支撑的类型。……