CN108891030A - 用于3d打印的支撑件及3d打印产品 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种打印支撑件，包括至少一3D打印单体，所述单体包括一第一部分、设于所述第一部分上方的若干第二部分，及连接所述第一部分和每一所述第二部分的数个第三部分，其中每一部分从底部到顶部的尺寸逐渐变小，所述第二部分顶部设有用以与3D打印产品接触的第一端面，与所述第一端面相对的所述第二部分底部具有第三端面，所述第一部分底部具有与所述基板接触的第二端面，所述第一端面用以与3D打印产品接触的表面面积小于3D打印产品的底面面积，以使所述支撑件易于与3D打印产品脱离。

Description

用于3D打印的支撑件及3D打印产品

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，特别是指一种用于3D打印的支撑件及3D打印产品。

背景技术

本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明的实施方式提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

3D(three-dimensional，三维)打印机又称三维打印机，是一种利用快速成形技术，以数字模型文件为基础，采用金属或非金属材料制成的待成型粉末耗材按预设路径逐层打印平铺，然后逐层熔化/融化，最后固化堆积成型来构造三维的实体的打印设备。3D打印件形状多变，如伸出或悬空等，在耗材融化未凝固的状态下，耗材本身没有足够强度保持形状会坍塌，进而导致成型失败，所以打印时需要“支撑结构”，支撑住可能坍塌的部分，打印完成后再行去除。现有设计软件以上下端面和厚度为参数在打印件底部生成支撑件，上端面的大小为设定恒定值，对于一些较高的支撑件会导致支撑件与打印件的接触面积较小，支撑强度不够；而上端面的大小设定值过大时，支撑件难以去除。

发明内容

鉴于以上内容，有必要提供一种改进的打印支撑件，其强度高、与打印件的接触面积小，易去除，可满足各种形状打印件的支撑和保护。

本发明提供的技术方案为：一种用于3D打印的支撑件，为打印于基板上的立体实体以支撑3D打印产品，其特征在于：包括至少一3D打印单体，所述单体包括一第一部分、设于所述第一部分上方的若干第二部分，及连接所述第一部分和每一所述第二部分的数个第三部分，其中每一部分从底部到顶部的尺寸逐渐变小，所述第二部分顶部设有用以与3D打印产品接触的第一端面，与所述第一端面相对的所述第二部分底部具有第三端面，所述第一部分底部具有与所述基板接触的第二端面，所述第一端面用以与3D打印产品接触的表面面积小于3D打印产品的底面面积，以使所述支撑件易于与3D打印产品脱离。

进一步地，所述支撑件包含一个所述单体。

进一步地，所述单体从下到上依次设有一所述第一部分、一所述第三部分、一所述第二部分，所述第三部分的底面与所述第一部分的顶面重合，且所述第三部分的顶面分别与所述第三端面重合。

进一步地，所述单体从下到上依次设有一所述第一部分、两个所述第三部分、两个所述第二部分，所述第三部分的底面设于所述第一部分的顶面上，且每一所述第三部分的顶面与一所述第三端面重合，两个所述第三部分不接触。

进一步地，所述单体从下到上依次设有一所述第一部分、四个所述第三部分、四个所述第二部分，其中两个所述第三部分的底面设于所述第一部分的顶面上，余下的两个所述第三部分分别连接于与所述第一部分接触的两个所述第三部分的中部，且每一所述第三部分的顶面与一所述第三端面重合，所述第三部分的顶部以及所述第一端面互不接触。

进一步地，每一部分为圆台结构，所述第一部分的母线及所述第三部分的母线在一条直线上，且所述第二部分的母线与平面的夹角小于所述第一部分的母线与平面的夹角。

进一步地，所述第三部分底部圆滑过渡至所述第一部分或其他所述第三部分，所述第一部分及所述第二部分为圆台结构。

进一步地，所述支撑件包含至少两个所述单体，所述单体并排设置于所述基板上互不接触，相邻所述单体之间设有至少一连接件，所述连接件与所述基板的夹角大于45度。

相应地，本发明还提供了一种3D打印产品，采用支撑件进行底部支撑和保护。

进一步地，所述支撑件为打印于基板上的立体实体以支撑所述产品，包括至少一3D打印单体，所述单体包括一第一部分、设于所述第一部分上方的若干第二部分，及连接所述第一部分和每一所述第二部分的数个第三部分，其中每一部分从底部到顶部的尺寸逐渐变小，所述第二部分顶部设有用以与3D打印产品接触的第一端面，与所述第一端面相对的所述第二部分底部具有第三端面，所述第一部分底部具有与所述基板接触的第二端面，所述第一端面用以与3D打印产品接触的表面面积小于3D打印产品的底面面积，以使所述支撑件易于与3D打印产品脱离。

进一步地，所述支撑件包含一个所述单体。

进一步地，所述单体从下到上依次设有一所述第一部分、一所述第三部分、一所述第二部分，所述第三部分的底面与所述第一部分的顶面重合，且所述第三部分的顶面分别与所述第三端面重合。

进一步地，所述单体从下到上依次设有一所述第一部分、两个所述第三部分、两个所述第二部分，所述第三部分的底面设于所述第一部分的顶面上，且每一所述第三部分的顶面与一所述第三端面重合，两个所述第三部分不接触。

进一步地，所述单体从下到上依次设有一所述第一部分、四个所述第三部分、四个所述第二部分，其中两个所述第三部分的底面设于所述第一部分的顶面上，余下的两个所述第三部分分别连接于与所述第一部分接触的两个所述第三部分的中部，且每一所述第三部分的顶面与一所述第三端面重合，所述第三部分的顶部以及所述第一端面互不接触。

进一步地，每一部分为圆台结构，所述第一部分的母线及所述第三部分的母线在一条直线上，且所述第二部分的母线与平面的夹角小于所述第一部分的母线与平面的夹角。

进一步地，所述第三部分底部圆滑过渡至所述第一部分或其他所述第三部分，所述第一部分及所述第二部分为圆台结构。

进一步地，所述支撑件包含至少两个所述单体，所述单体并排设置于所述基板上互不接触，相邻所述单体之间设有至少一连接件，所述连接件与所述基板的夹角大于45度。

进一步地，所述支撑件与其支撑的所述产品脱离后，可继续用于同一类型的所述产品的打印支撑，如牙齿。

与现有技术相比，本发明提供的一种打印支撑件，包括至少一3D打印单体，所述单体包括一第一部分、设于所述第一部分上方的若干第二部分，及连接所述第一部分和每一所述第二部分的数个第三部分，其中每一部分从底部到顶部的尺寸逐渐变小，所述第二部分顶部设有用以与3D打印产品接触的第一端面，与所述第一端面相对的所述第二部分底部具有第三端面，所述第一部分底部具有与所述基板接触的第二端面，所述第一端面用以与3D打印产品接触的表面面积小于3D打印产品的底面面积，以使所述支撑件易于与3D打印产品脱离。本发明的支撑件结构的优化不仅保留较小的接触面积，便于后期移除，增强重复利用性；而且通过设置第三端面并调节距第一端面的高度实现调控所需支撑强度以保护3D打印产品的目的；不仅如此，通过形状多变的单体或单体组合可实现各种特殊形状的支撑应用，如伸出、悬空等；成型的产品形状多变且精度高。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明的支撑件的第一实施方式。

图2为本发明的支撑件的第二实施方式。

图3为本发明的支撑件的第三实施方式。

图4为本发明的支撑件的第四实施方式。

图5为本发明的支撑件的第五实施方式。

附图标记说明:

支撑件	100
		单体	10
第一端面	11
		第二端面	13
第三端面	12
		第一部分	2
第二部分	1
		第三部分	3
连接件	30

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明实施例。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明实施例的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施方式中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明实施例，所描述的实施方式仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明实施例保护的范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明实施例的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明实施例。

一种用于3D打印的支撑件100，为打印于基板上的立体实体以支撑3D打印产品，包括至少一3D打印单体10，所述单体10包括一第一部分2、设于所述第一部分2上方的若干第二部分1，及连接所述第一部分2和每一所述第二部分1的数个第三部分3，其中每一部分从底部到顶部的尺寸逐渐变小，所述第二部分1顶部设有用以与3D打印产品接触的第一端面11，与所述第一端面11相对的所述第二部分1底部具有第三端面12，所述第一部分2底部具有与所述基板接触的第二端面13，所述第一端面11用以与3D打印产品接触的表面面积小于3D打印产品的底面面积，以使所述支撑件100易于与3D打印产品脱离。

图1示出了第一实施方式的支撑件100，所述支撑件100包含一个所述单体10。所述单体10从下到上依次设有一所述第一部分2、一所述第三部分3、一所述第二部分1，每一部分从底部到顶部的尺寸逐渐变小，所述第二部分1顶部设有用以与3D打印产品接触的第一端面11，与所述第一端面11相对的所述第二部分1底部具有第三端面12，所述第一部分2底部具有与所述基板接触的第二端面13。

其中：

所述第三部分3的底面与所述第一部分2的顶面重合，且所述第三部分3的顶面分别与所述第三端面12重合。

每一部分为圆台结构，所述第一部分2的母线及所述第三部分3的母线在一条直线上，且所述第二部分1的母线与平面的夹角小于所述第一部分2的母线与平面的夹角。

所述第一端面11、所述第三端面12、所述第二端面13居中对齐；

所述第一端面11的直径为0.2mm；

所述第三端面12的直径为1mm；

所述第二端面13的直径为2mm；

所述第一部分2、所述第三部分3、所述第二部分1居中对齐；

所述第一部分2的高度为3mm；

所述第三部分3的高度为2mm；

所述第二部分1的高度为1mm。

可以理解，所述第一端面11、所述第三端面12、所述第二端面13的形状不限定为本实施方式，可以是方形、五边形、椭圆形等等；在其他实施方式中，所述第一部分2的母线可以与所述第三部分3母线不在一条直线上，如所述第三部分3的母线与平面的夹角小于所述第一部分2的母线与平面的夹角。在其他实施方式中，所述第一部分2、所述第三部分3、所述第二部分1可以不居中对齐。在其他实施方式中，所述第一端面11、所述第三端面12、所述第二端面13的大小不限定为本实施方式中的数值；在其他实施方式中，所述第一部分2、所述第三部分3、所述第二部分1的高度不限定为本实施方式中的数值，仅需设置值满足接触表面所述的支撑强度即可。

图2示出了第二实施方式的支撑件100，所述支撑件100包括一个所述单体10，所述单体10从下到上依次设有一所述第一部分2、两个所述第三部分3、两个所述第二部分1，每一部分从底部到顶部的尺寸逐渐变小，所述第二部分1顶部设有用以与3D打印产品接触的第一端面11，与所述第一端面11相对的所述第二部分1底部具有第三端面12，所述第一部分2底部具有与所述基板接触的第二端面13。

其中：

所述第三部分3的底面设于所述第一部分2的顶面上，且每一所述第三部分3的顶面与一所述第三端面12重合，两个所述第三部分3不接触。

所述第三部分3底部圆滑过渡至所述第一部分2，所述第一部分2及所述第二部分1为圆台结构。

所述第一端面11的直径为0.2mm；

所述第三端面12的直径为1mm；

所述第二端面13的直径为5mm；

所述第一部分2、所述第三部分3、所述第二部分1构成Y形；

所述第一部分2的高度为10mm；

所述第三部分3的高度相同，均为3mm；两者之间的夹角为90°两者与平面的夹角为45°；

所述第二部分1的高度为1mm。

可以理解，所述第一端面11、所述第三端面12、所述第二端面13的形状不限定为本实施方式，可以是方形、五边形、椭圆形等等；在其他实施方式中，所述第三部分3的高度可以不相同。在其他实施方式中，所述第三部分3的夹角可以为大于0°且小于180°的任意值；在其他实施方式中，所述第三部分3与平面的夹角可以为大于0°且小于90°的任意值。在其他实施方式中，连接与所述第一部分2的所述第三部分3的数量不限定为2个，可以为3个或3个以上；在其他实施方式中，数个所述第三部分3之间可以还有交叉部分。在其他实施方式中，所述第一端面11、所述第三端面12、所述第二端面13的大小不限定为本实施方式中的数值；在其他实施方式中，所述第一部分2、所述第三部分3、所述第二部分1的高度不限定为本实施方式中的数值，仅需设置值满足接触表面所述的支撑强度即可。

图3示出了第三实施方式的支撑件100，所述支撑件100包括一个所述单体10，所述单体10从下到上依次设有一所述第一部分2、四个所述第三部分3、四个所述第二部分1，每一部分从底部到顶部的尺寸逐渐变小，所述第二部分1顶部设有用以与3D打印产品接触的第一端面11，与所述第一端面11相对的所述第二部分1底部具有第三端面12，所述第一部分2底部具有与所述基板接触的第二端面13。

其中：

两个所述第三部分3的底面设于所述第一部分2的顶面上，余下的两个所述第三部分3分别连接于与所述第一部分2接触的两个所述第三部分3的中部，

而且每一所述第三部分3的顶面与一所述第三端面12重合，所述第三部分3的顶部以及所述第一端面11互不接触。

所述第三部分3底部圆滑过渡至所述第一部分2或其他所述第三部分3，所述第一部分2及所述第二部分1为圆台结构。

所述第一端面11的直径为0.2mm；

所述第三端面12的直径为0.8mm；

所述第二端面13的直径为5mm；

所述第一部分2、所述第三部分3、所述第二部分1构成树形；

所述第一部分2的高度为10mm；

与所述第一部分2接触的所述第三部分3的高度相同，均为4mm；两者之间的夹角为60°，两者与基板平面的夹角为60°；

与所述第三部分3接触的所述第三部分3的高度相同，均为3mm；两者之间的夹角为30°，与基板平面的夹角为30°，处于同一平面。

所述第二部分1的高度为0.5mm。

可以理解，所述第一端面11、所述第三端面12、所述第二端面13的形状不限定为本实施方式，可以是方形、五边形、椭圆形等等；在其他实施方式中，与所述第一部分2接触的所述第三部分3的高度可以不相同，两者的夹角可以为大于0°且小于180°的任意值。在其他实施方式中，与所述第三部分3接触的所述第三部分3的高度可以不相同，两者的夹角可以为大于0°且小于180°的任意值；在其他实施方式中，所述第三部分3与基板平面的夹角可以为大于0°且小于90°的任意值。在其他实施方式中，连接于所述第一部分2的所述第三部分3的数量不限定为2个，可以为3个或3个以上；在其他实施方式中，与所述第三部分3接触的所述第三部分3的数量可以为2个以上，位置可设于连接于所述第一部分2的所述第三部分3的任意位置，不限定为中部；在其他实施方式中，数个所述第三部分3之间可以还有交叉部分，不在同一平面，即所述第一端面11的中心不在同一平面，处于一三维空间。在其他实施方式中，所述第一端面11、所述第三端面12、所述第二端面13的大小不限定为本实施方式中的数值；在其他实施方式中，所述第一部分2、所述第三部分3、所述第二部分1的高度不限定为本实施方式中的数值，仅需设置值满足接触表面所述的支撑强度即可。

图4示出了第四实施方式的支撑件100，所述支撑件100包括三个所述单体10，所述单体10并排设置于所述基板上互不接触，相邻所述单体10之间设有至少一连接件，所述连接件与所述基板的夹角大于45度。所述单体10类似第一实施方式中的支撑件100结构。

所述单体10从下到上依次设有一所述第一部分2、一所述第三部分3、一所述第二部分1，每一部分从底部到顶部的尺寸逐渐变小，所述第二部分1顶部设有用以与3D打印产品接触的第一端面11，与所述第一端面11相对的所述第二部分1底部具有第三端面12，所述第一部分2底部具有与所述基板接触的第二端面13。

其中：

所述第三部分3的底面与所述第一部分2的顶面重合，且所述第三部分3的顶面分别与所述第三端面12重合。

每一部分为圆台结构，所述第一部分2的母线及所述第三部分3的母线在一条直线上，且所述第二部分1的母线与平面的夹角小于所述第一部分2的母线与平面的夹角。

所述第一端面11、所述第三端面12、所述第二端面13居中对齐；

所述第一端面11的直径为0.2mm；

所述第三端面12的直径为1mm；

所述第二端面13的直径为2mm；

所述第一部分2、所述第三部分3、所述第二部分1居中对齐；

所述第一部分2的高度为3mm；

所述第三部分3的高度为2mm；

所述第二部分1的高度为1mm。

相邻所述单体10之间设有一个连接件，所述连接件与所述基板的夹角为60°。所述连接件截面为圆形，直径为0.5mm。

可以理解，相邻所述单体10之间所述连接件的数量可以大于等于2个，所述连接件与所述基板的夹角可以为45°至90°之间的任意值，不包括90°；所述截面形状、大小不限定为本实施方式。

图5示出了第五实施方式的支撑件100，所述支撑件100包括两个所述单体10，所述单体10并排设置于所述基板上互不接触，相邻所述单体10之间设有至少一连接件，所述连接件与所述基板的夹角大于45度。所述单体10类似第二实施方式中的支撑件100结构。

其中：

所述单体10从下到上依次设有一所述第一部分2、两个所述第三部分3、两个所述第二部分1，每一部分从底部到顶部的尺寸逐渐变小，所述第二部分1顶部设有用以与3D打印产品接触的第一端面11，与所述第一端面11相对的所述第二部分1底部具有第三端面12，所述第一部分2底部具有与所述基板接触的第二端面13。

其中：

所述第三部分3的底面设于所述第一部分2的顶面上，且每一所述第三部分3的顶面与一所述第三端面12重合，两个所述第三部分3不接触。

所述第三部分3底部圆滑过渡至所述第一部分2，所述第一部分2及所述第二部分1为圆台结构。

所述第一端面11的直径为0.2mm；

所述第三端面12的直径为1mm；

所述第二端面13的直径为5mm；

所述第一部分2、所述第三部分3、所述第二部分1构成Y形；

所述第一部分2的高度为10mm；

所述第三部分3的高度相同，均为3mm；两者之间的夹角为90°两者与平面的夹角为45°；

所述第二部分1的高度为1mm。

相邻所述单体10之间设有一个连接件，所述连接件设于所述第一部分2之间，所述连接件与所述基板的夹角为45°。所述连接件为X型，其截面为圆形，直径为0.6mm。

可以理解，相邻所述单体10之间所述连接件的数量可以大于等于2个，所述连接件与所述基板的夹角可以为45°至90°之间的任意值，不包括90°；所述截面形状、大小不限定为本实施方式。所述连接件还可以设于所述第一部分2和所述第三部分3之间。

在其他实施方式中，所述单体10的形状不限定为第一至第五实施方式中的情形，其单体10可以生成复杂树状结构，所述单体10通过连接件组合后可形成各种空间结构的支撑面。

本发明的3D打印产品采用上述成型的支撑件100进行底部支撑和保护，具有足够支撑的强度，同时具有较小的接触表面，易于与所述产品分离，该产品可以为牙齿、手掌等等；不仅如此，该支撑件100相较于大面积成型的更节省材料，且该支撑件100与产品分离后，可重复利用于打印同一类型的产品，利用率高，实用性强。

本发明的3D打印产品的打印方法，包括以下步骤：

1)计算机建模软件建模或准备现有数字模型文件，将数字模型文件输入3D打印设备，如采用SD卡或USB盘拷贝等方式；

2)3D打印设备扫描输入的数字模型文件中的横截面信息；

3)首先在基板上打印出或放置支撑件100之后进行3D打印成型结构，所述基板为打印区域所在平面；

4)采用液体状、粉状或片状的材料将步骤3)中获取的横截面逐层打印在所述打印支撑件100100上；

5)采用融化/熔化等方式使得步骤4)中打印平铺的逐层截面粘合起来，形成具有厚度(Z方向)的立体形状的实体；

6)去除所述支撑件100。

其中：

所述支撑件100包括至少一3D打印单体10，所述单体10包括一第一部分2、设于所述第一部分2上方的若干第二部分1，及连接所述第一部分2和每一所述第二部分1的数个第三部分3，

其中每一部分从底部到顶部的尺寸逐渐变小，

所述第二部分1顶部设有用以与3D打印产品接触的第一端面11，

与所述第一端面11相对的所述第二部分1底部具有第三端面12，

所述第一部分2底部具有与所述基板接触的第二端面13，

所述第一端面11用以与3D打印产品接触的表面面积小于3D打印产品的底面面积，以使所述支撑件100易于与3D打印产品脱离。

本发明的用于3D打印的支撑件100经结构优化不仅保留较小的接触面积，便于后期移除，节省耗材，而且支撑强度可以根据需要进行调节以保护打印件；不仅如此，通过形状多变的单体10及联合体可实现各种特殊形状的支撑应用，如伸出、悬空等；成型的打印件形状多变且精度高；该打印方法可操作性强，实用性高。

以上实施方式仅用以说明本发明实施例的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本发明实施例进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明实施例的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本发明实施例的技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种用于3D打印的支撑件，为打印于基板上的立体实体以支撑3D打印产品，其特征在于：包括至少一3D打印单体，所述单体包括一第一部分、设于所述第一部分上方的若干第二部分，及连接所述第一部分和每一所述第二部分的数个第三部分，其中每一部分从底部到顶部的尺寸逐渐变小，所述第二部分顶部设有用以与3D打印产品接触的第一端面，与所述第一端面相对的所述第二部分底部具有第三端面，所述第一部分底部具有与所述基板接触的第二端面，所述第一端面用以与3D打印产品接触的表面面积小于3D打印产品的底面面积，以使所述支撑件易于与3D打印产品脱离。

2.根据权利要求1所述的用于3D打印的支撑件，其特征在于：所述支撑件包含一个所述单体。

3.根据权利要求2所述的用于3D打印的支撑件，其特征在于：所述单体从下到上依次设有一所述第一部分、一所述第三部分、一所述第二部分，所述第三部分的底面与所述第一部分的顶面重合，且所述第三部分的顶面分别与所述第三端面重合。

4.根据权利要求2所述的用于3D打印的支撑件，其特征在于：所述单体从下到上依次设有一所述第一部分、两个所述第三部分、两个所述第二部分，所述第三部分的底面设于所述第一部分的顶面上，且每一所述第三部分的顶面与一所述第三端面重合，两个所述第三部分不接触。

5.根据权利要求2所述的用于3D打印的支撑件，其特征在于：所述单体从下到上依次设有一所述第一部分、四个所述第三部分、四个所述第二部分，其中两个所述第三部分的底面设于所述第一部分的顶面上，余下的两个所述第三部分分别连接于与所述第一部分接触的两个所述第三部分的中部，且每一所述第三部分的顶面与一所述第三端面重合，所述第三部分的顶部以及所述第一端面互不接触。

6.根据权利要求3所述的用于3D打印的支撑件，其特征在于：每一部分为圆台结构，所述第一部分的母线及所述第三部分的母线在一条直线上，且所述第二部分的母线与平面的夹角小于所述第一部分的母线与平面的夹角。

7.根据权利要求4或5所述的用于3D打印的支撑件，其特征在于：所述第三部分底部圆滑过渡至所述第一部分或其他所述第三部分，所述第一部分及所述第二部分为圆台结构。

8.根据权利要求1所述的用于3D打印的支撑件，其特征在于：所述支撑件包含至少两个所述单体，所述单体并排设置于所述基板上互不接触，相邻所述单体之间设有至少一连接件，所述连接件与所述基板的夹角大于45度。

9.一种3D打印产品，其特征在于：采用如权利要求1所述支撑件进行底部支撑和保护。