如何为 3D 打印定位模型

了解如何正确定位用于 3D 打印的模型是获得有效零件的最大挑战之一。 Stratasys 系统使用可溶性支撑材料，这意味着几乎任何方向都可以用于 3D 打印模型。然而，确保打印不会失败只是冰山一角。根据零件的几何形状，您可能希望某个面或特征看起来很完美，零件在一个方向上最坚固，或者尽量减少用于减少打印时间和成本的支撑材料的数量。

我创建了三个模拟常见 3D 打印情况的示例模型，并将介绍我将如何定位这些模型，优先考虑表面光洁度、强度和最少的支撑材料使用。这些部分提供了假设情况，您可以使用这些部分来深入了解不同的应用程序。

在我们深入研究之前，请务必注意，本指南假设您具有 FDM 3D 打印的基本知识，并且熟悉您正在使用的 3D 打印机。

示例模型 1：最终使用部件

滑动部件很常见，如果它们不使用滚珠轴承，则很可能使用塑料制成的衬套。例如，一些家具抽屉和橱柜使用尼龙接触面进行滑动。在这里，我模拟了一个带有安装孔的半圆形滑块。我应该如何定位这个模型以进行打印？

根据我们将此模型用作最终用途部件的应用，这就是我定位部件的方式。这种方向将使我们在将作为滑动接触面的圆形表面上获得尽可能好的表面光洁度。这种方向也将最大限度地减少支撑材料的数量和必要的清理工作。通过以这种方式定位模型，我们达到了在我们想要的地方获得最佳表面光洁度、应用的适当强度以及最小化支撑材料的最佳点。但是如果你对这部分有不同的意图呢？

如果您希望模型的指示面具有尽可能光滑的表面光洁度，我们希望将其定向为如图所示 - 也许模型的这部分在移动抽屉时对最终用户是可见的。但是，这会导致打印的图层线与滑块的运动路径发生冲突。

此外，在查看橙色支撑材料区域时，该方向需要更多支撑材料才能获得准确的安装孔尺寸。

如果您希望平面具有尽可能好的表面光洁度怎么办？我们想让它朝上，但这会导致圆形部分的表面更粗糙。

查看支撑材料，很明显，该方向比第一个（理想）方向会导致更多的清理。

示例模型 2：原型部件

作为原型零件的示例，我模拟了一个简单的翼型。机翼的制造形状可能很复杂，即使是 3D 打印也很难定位。由于像这样的复杂形状可能难以制造，因此在投资工具之前能够创建功能原型更为重要。

对于简单的翼型原型，我们可以通过多种方式对其进行定向，以在表面光洁度、强度和最小化支撑材料之间取得平衡。

这个方向是我定位零件的方式，以获得尽可能光滑的表面，并尽量减少支撑材料。这种理论翼型的光滑表面将是一个重要特征。

这种方向可以为机翼应用提供最坚固的部件。然而，当使用 FDM 3D 打印创建时，像我们机翼顶部那样的平缓倾斜表面通常会显得粗糙。这是由于将精确的光滑表面分解为“阶梯表面”，其中各层堆叠在一起。然而，通过将层的方向与其将经历的升力成 90° 对齐，这种方向最适合处理机翼可能承受的力。

示例模型 3：工具夹具

我们的最后一个例子是一个工具夹具，用于在圆柱形物体的末端钻孔。我想这个夹具会被一个钻床夹住，这样就可以在里面放一根管子，然后在末端钻一个孔。

对于我们的工装夹具，强度是重中之重。因此，我会以这种方式定位零件，即使这意味着使用更多的支撑材料。这种方向将使我们在顶面上获得良好的表面光洁度，但更重要的是，它将使各层与我们的夹具施加在零件上的力成 90°。

另一种可能的方向是尽量减少使用的支撑材料。如果尽快需要该工具，此方向将减少清理量和打印时间，但在所需方向上它不会那么强。

这种方向是可能的，但它并没有完成我们的任何优先事项，即力量或最小化必要的支持量。除非您的应用程序确实需要在所示的顶部有一个漂亮的表面，否则这种方向并不理想。

定位模型有时既是一门艺术，也是一门科学。但是，了解您的零件在强度、表面光洁度和最小化支撑材料方面的优先级，可以帮助磨练出打印模型的最佳方式。希望这些示例模型能够让您深入了解获得所需结果所需的方向选项。

标签：3D 打印、最终用途零件、位置、原型零件、工装夹具