如何正确地3D打印支撑结构--简易指南(Cura)

Roy Hill 04-06-2023
Roy Hill

三维打印支架是成功创建三维模型的一个重要部分。 因此,学习如何正确地做支架是一个好主意。

我决定把一篇文章放在一起,让人们了解支持物如何工作,以改善你的3D打印体验。

3D打印支撑可以通过自定义支撑手动完成,也可以通过简单地在切片机中启用支撑自动完成。 你可以调整支撑设置,如支撑填充物、图案、悬垂角度、Z距离,甚至只在构建板上或到处放置。 不是所有悬垂都需要支撑。

继续阅读本文,了解创建支持结构的一些基础知识和更多高级技术,你会发现它们非常有用。

    什么是3D打印中的打印支撑结构?

    就像它的名字一样,支撑结构有助于在3D打印过程中支持和固定打印物。 此外,这些结构为打印物的连续层提供了一个基础,使其得以建立。

    See_also: 3D打印机是容易还是难用? 学习如何使用它们

    当印刷品从打印床堆积起来时,并不是印刷品的每个部分都会直接躺在打印床上。 在某些情况下,印刷品的一些特征,如桥梁和悬垂,会延伸到印刷品上。

    由于打印机无法在稀薄的空气中构建这些部分,所以打印支撑结构开始发挥作用。 它们有助于将打印物固定在打印床上,为这些特征的打印提供一个稳定的基础。

    打印完毕后,你就可以拆除支撑结构。

    3D打印需要支撑物吗? 没有支撑物你能3D打印吗?

    是的,你可以在没有支撑物的情况下3D打印模型。 不是每个3D模型都需要支撑物才能打印。 这完全取决于模型的属性和特点。

    例如,看看下面的丹妮莉丝胸像。 它有一些轻微的悬空,但你仍然可以在没有支撑物的情况下打印它。

    一个不需要支撑物的3D打印的关键例子是3D Benchy。 Cura中的红色区域显示了高于你的 "支撑物悬垂角度 "的悬垂角度,该角度默认为45°。 虽然你看到了大量的悬垂,但3D打印机仍然可以在没有支撑物的情况下处理某些打印情况。

    下面是3D Benchy在预览模式下的常规设置下的支撑物的样子。 支撑物在模型周围以浅蓝色显示。

    这是没有启用支持的3D Benchy。

    让我们看一下决定你是否需要支持的一些特征。

    桥梁和悬挑

    如果一个模型有悬挂在其主体上的特征和长的无支撑的梁和部分,它将需要支撑。

    像这样的模型,支持是必要的,以便为这些功能提供一个基础。

    模型的复杂性

    如果模型有非常复杂的几何形状或设计,它将需要支撑。 这些复杂的设计往往会有无支撑的部分,如果没有支撑,它们将不能被正确打印。

    定向或轮换

    模型的方向将决定它是否使用支撑物以及使用多少支撑物。 例如,如果模型的方向是一个陡峭的角度,它将需要更多的支撑物,因为更多的部分将悬挂在主体上。

    例如,看看这个刺客模型。 在其正常方向上,它需要相当多的支持。

    然而,如果你把它放在床上,悬空的特征就会躺在床上,这个模型不需要支撑。

    3D打印机(Cura)会自动添加支撑物吗?

    不,Cura不会自动添加支撑物,必须通过勾选 "生成支撑物 "来手动启用。 一旦启用,就会在有悬空的区域自动创建支撑物,其中的角度可以通过 "支撑物悬空角度 "设置来调整。

    Cura提供了很多其他选项来调整你的模型的支撑。 此外,你可以审查模型,检查没有支撑的部分。

    你也可以选择最适合你的支持类型。 Cura提供两种基本类型的支持,即 正常 树木支持 .

    如何在Cura中设置& 启用3D打印支持

    在Cura上设置和启用3D打印支持是相当容易的。 这是一种你越做越好的事情。

    让我带你了解一下这个过程。

    第1步:将模型导入Cura中

    • 点击" 文件> 打开文件" 工具栏上,或使用 Ctrl + O 快捷方式

    • 在你的电脑上找到3D模型,并导入它。

    你也可以在Cura中直接拖动文件,3D模型应该会加载。

    第2步:启用支持

    在Cura中,有两种方式可以生成支持。 你可以使用推荐的打印设置或自己的自定义选项。

    下面是如何使用推荐的设置。

    • 在屏幕的右侧,点击打印设置框。
    • 勾选""的方框。 支持 ".

    另外,如果你想要更复杂的设置:

    • 在同一页面,点击" C 舒适性"
    • 找到支持下拉菜单并点击" 产生支持 ".

    • 当你启用它时,你应该看到菜单下弹出各种支持设置。

    第3步:编辑设置

    • 你可以编辑各种设置,如填充密度、支持模式等。
    • 你也可以选择你是否希望你的支撑物只接触到构建板,或者让它在你的模型上到处生成。

    如何在Cura中设置自定义支持

    自定义支撑物设置可以让你在模型上需要的地方手动放置支撑物。 一些用户喜欢这个选项,因为自动支撑物会产生比需要的更多的支撑物,导致印刷时间和材料用量增加。

    大多数切片机,如PrusaSlicer和Simplify3D都提供这方面的设置。 然而,要在Cura中使用自定义支持,你必须使用一个特殊的插件。

    以下是你如何做到这一点。

    第1步:安装《自定义支持》插件

    • 转到 Cura Marketplace

    • 根据 插件 选项卡,找寻 "定制支撑"& "圆柱形定制支撑" 插件

    • 点击插件并安装它们

    • 重新启动Cura

    第2步:检查模型上是否有岛屿/悬臂

    岛屿是模型上没有支撑的部分,需要支撑。 下面是如何检查它们。

    • 将模型导入Cura。
    • 对模型进行切片 ( 注意:确保所有的支持生成设置都被关闭。 .)
    • 旋转模型,检查其下有无红色阴影的部分。

    See_also: 最适合Ender 3 (Pro/V2)的灯丝 - PLA, PETG, ABS, TPU
    • 这些部分是需要支持的地方。

    第3步:放置支架

    • 在左手边,你应该看到一个自定义支持工具栏。 点击添加支持图标。

    • 在这里,你可以选择立方体形状和圆柱体形状的支架。

    • 你甚至可以修改底座的宽度和角度,以增加支架的稳定性。

    • 点击你想添加支撑物的地方。 一旦你这样做,一些块状物会出现在该区域。
    • 使用编辑工具,修改图块,直到它们变成你想要的形状。

    • 确保木块充分覆盖该区域。 同时,确保它们与床或模型的任何稳定部分相连。

    第4步: 编辑支持。

    • 进入自定义打印设置,打开支持下拉菜单。
    • 在这里,你可以改变支撑物的填充模式、密度和一系列其他设置,如前所示。

    接下来的部分很关键。 一旦你完成了对支持物的编辑,上去关掉" 产生支持" 在对模型进行切片之前,它不会产生通常的支持。

    在你关闭它之后,把模型切片,然后,你就完成了。

    我更喜欢用 圆柱形定制支架 因为你得到了更多的创建自定义支持的选择,特别是 "自定义 "设置,你可以点击一个区域作为起点,然后点击终点来创建一个覆盖主要区域的支持。

    看看下面的视频,看看如何做到这一点的漂亮教程。

    如何修复支撑物不接触模型

    有时你会遇到支撑物没有接触到模型的问题。 这将破坏印刷品,因为悬垂物没有任何基础可言。

    下面是这个问题的一些常见原因和它们的解决方法。

    大的支持距离

    支撑距离是指支撑物与印刷品之间的间隙,以便于拆卸。 然而,有时这个距离可能太大,导致支撑物没有接触到模型。

    要解决这个问题,请确保 Z支撑底部距离 等于一层的高度,而顶部的距离也等于一层的高度。

    在Cura中,Z支撑底层距离通常是隐藏的。 要找到它,请搜索 支持Z距离 在Cura搜索栏中。

    要使其成为永久性的,在设置上点击右键,选择" 保持此设置可见 ".

    如果你打印的是复杂的、需要更多支撑物的特征,你可以玩玩这些值,减少它们。 只是要注意不要让这个值太低,以免在移除支撑物时出现问题。

    小小的支持点

    支撑物不接触模型的另一个原因是需要支撑的区域很小。 在这种情况下,支撑物会与印刷品有足够的接触来支撑它。

    你可以用两种方法来解决这个问题。 第一种方法是使用 塔楼 .塔架是一种特殊的支撑物,用于支撑微小的悬空部件。

    这些塔的横截面是圆形的。 它们的直径随着它们的上升而逐渐变小,以支持小于其设定直径的点。

    要使用它们,请进入Cura打印设置并搜索Tower。 在弹出的菜单中,勾选 使用塔楼 .

    然后你可以选择 "铁塔直径" "最大的塔架支撑直径" 你想要的。

    一旦你这样做,塔将支持你的印刷品上任何直径低于这个值的悬空点。

    左边的模型是用普通支撑物做顶点,右边的模型是用塔式支撑物做小点。

    第二个选择是使用 横向扩展 对于薄而长的区域来说,这比塔楼更好。

    它指示打印机打印更坚固的支撑物来支撑这些区域。 你可以通过查找以下内容来使用它 "横向扩展" 在打印设置中的设置。

    将该值设置为类似于 0.2mm 所以你的打印机将能够轻松地打印支持物。

    为什么你的3D打印支架会失败?

    3D打印支架失效的原因很多。 当这些支架失效时,会自动影响到整个模型,从而导致打印品被毁。

    让我们来看看3D打印支架失败的一些常见原因:

    • 第一层附着力差
    • 支撑物不足或薄弱
    • 不稳定的支持脚印

    如何阻止我的3D打印支架失效?

    你可以对你的打印设置和切片机设置进行修改,以获得更好的支持。 下面是你的方法。

    确保你的打印床是干净的,并且适当的水平。

    一个干净、平整的打印床可以为你的支架创造一个很好的第一层。 因此,有了稳定的第一层,你的支架失败的机会就会减少。

    因此,确保在印刷前用IPA等溶剂清洁你的床。 另外,确保用这个指南适当地调平它。

    优化你的第一层

    正如我前面所说,优秀的第一层有助于提高支撑物的稳定性。 然而,一个平整的打印床并不是优秀第一层的唯一关键。

    因此,使第一层比其他层厚,以便为支持物提供足够的基础。 要做到这一点,将第一层的百分比设置为 110% 在Cura中,并缓慢地打印它。

    请查阅我的文章《如何在你的3D打印作品上获得完美的第一层》,以获得更深入的建议。

    使用更多、更强的支持

    有时,支撑物的失败是因为它们很弱,很松散,或者只是不足以承载印刷品的重量。 为了解决这个问题:

    • 将支持物的填充密度提高到大约 20% 以加强它。
    • 将支持物的模式改为更强的模式,如 G 脊形或之字形
    • 在筏子上打印支架,以增加其占地面积和稳定性。

    关于如何阻止你的支撑物失效的更多信息,你可以查看我的文章:如何获得完美的支撑物设置。

    我如何使用Cura Support的气隙?

    Cura支撑物气隙工具在你的支撑物和印刷品之间引入了一个间隙,使印刷品更容易被移除。

    然而,在设置这些间隙时,你必须要小心。 间隙太大,可能会导致支撑物接触不到印刷品,而太小,则会使支撑物难以移除。

    支撑空气间隙的最佳设置因地而异。 大多数人建议使用一到两倍于层高的间隙( 0.2mm 对于大多数打印机来说,是支持Z距离。

    要改变它,请搜索" 支持Z距离 "在Cura搜索栏中,当它弹出时输入你的新值。

    如何使用Cura支持阻断剂?

    Cura支持阻断器是切片机中一个相当方便的工具,它可以让你控制自动生成支持的区域。 使用它,你可以选择特定区域,让切片机在生成支持时跳过。

    以下是你如何使用它。

    第1步:初始化支持拦截器

    • 点击你的模型
    • 点击左侧面板上的支持拦截器图标

    第2步: 选择您希望封锁的区域

    • 点击你想封锁的区域。 那里应该出现一个立方体。
    • 使用移动和缩放工具,操纵这个盒子,直到它覆盖整个区域。

    第3步:将模型切片

    支撑物挡板内的区域将不包含支撑物。

    下面的视频是一个快速分钟的教程,向你展示它到底是什么样子的。 你可以很容易地调整支持物阻挡区的大小,并创建多个块来阻止支持物在特定部位被创建。

    我如何使用Cura树支持?

    树状支撑是Cura的一个相对较新的内容。 然而,与普通支撑相比,它们有许多优点,而且能产生更好、更干净的打印效果。

    树木支架有一个类似树干的结构,树枝环绕着印刷品来支撑它。 这种设置使支架在印刷后更容易移除。

    让我带你了解一下你如何使用树形支架。

    • 将你的模型导入Cura。
    • 转到打印设置下的支持子菜单。
    • 隶属 "支持结构" 菜单 , 选择 "树"。

    • 选择你是否希望你的支撑底座只接触到 建板 ,或 到处都是 在你的印刷品上。
    • 对模型进行切片

    现在你已经成功地使用了树状支撑物。 然而,在使用树状支撑物之前,你应该知道,它们的切片和打印时间略长。

    请看下面由CHEP提供的关于如何在Cura中创建树支持的视频。

    锥形支架

    实际上,还有一种介于普通支撑物和斜坡之间的选择,称为锥形支撑物,它产生一个有角度的支撑结构,呈圆锥状,向底部变小或变大。

    只要搜索 "锥形 "就可以找到这个设置,它在Cura的 "实验 "设置下。 你还可以找到 "锥形支架角度 "和 "锥形支架最小宽度 "来调整这些支架的构建方式。

    下面的视频向你展示了它们如何工作。

    支架是创建顶级3D打印的一个组成部分。 我希望当你应用本文提供的提示时,你将学会如何正确使用Cura支架。

    祝您好运,打印愉快

    Roy Hill

    Roy Hill is a passionate 3D printing enthusiast and technology guru with a wealth of knowledge on all things related to 3D printing. With over 10 years of experience in the field, Roy has mastered the art of 3D designing and printing, and has become an expert in the latest 3D printing trends and technologies.Roy holds a degree in mechanical engineering from the University of California, Los Angeles (UCLA), and has worked for several reputable companies in the field of 3D printing, including MakerBot and Formlabs. He has also collaborated with various businesses and individuals to create custom 3D printed products that have revolutionized their industries.Aside from his passion for 3D printing, Roy is an avid traveler and an outdoor enthusiast. He enjoys spending time in nature, hiking, and camping with his family. In his spare time, he also mentors young engineers and shares his wealth of knowledge on 3D printing through various platforms, including his popular blog, 3D Printerly 3D Printing.