CN109605751A - 3d打印平台零件的支撑结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及3D打印技术领域，尤其涉及一种3D打印平台零件的支撑结构，设于平台零件的下方，包括板状支撑体、内缘环状支撑体和外缘环状支撑体，板状支撑体与平台零件的底面垂直接触且沿底面的径向设置，内缘环状支撑体与平台零件底面的内缘垂直接触且沿内缘的周向设置，外缘环状支撑体与平台零件底面的外缘垂直接触且沿外缘的周向设置。板状支撑体使得平台零件在收缩趋势方向上具有较高的结构刚度，可有效控制平台零件底层的热收缩，内缘环状支撑体和外缘环状支撑体增加了平台零件底层在内缘和外缘处的厚度，能够有效分散热应力。从而可有效增强初始成形的底层结构强度，改善约束裂纹萌生，防止打印成形过程中平台零件底层发生开裂。
Description
技术领域
本发明涉及3D打印技术领域，尤其涉及一种3D打印平台零件的支撑结构。
背景技术
在3D打印技术领域，平台零件是一类呈水平置放的平台状结构，沿竖直方向具有一定厚度，中心具有上下贯通的通孔，因此具有内缘和外缘。在成形大尺寸平台零件时，易发生底层开裂的现象，这是由于在成形前几层，刚刚成形的零件厚度极低，且由于热扩散的原因，刚成形的零件致密度不高，更容易在多次重熔后在热应力的作用发生收缩，容易在类似缺口处萌生初始裂纹，收缩产生的热应力则容易集中在内缘和外缘处，形成缺口敏感区。
目前，3D打印零件模型时生成的常规支撑结构用于大尺寸平台零件成形时，无法有效在缺口处改善约束裂纹萌生，无法有效控制初始成形的薄层的收缩。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能够对平台零件的底层进行有效支撑的3D打印平台零件的支撑结构，以克服现有技术的上述缺陷。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种3D打印平台零件的支撑结构，设于平台零件的下方，包括板状支撑体、内缘环状支撑体和外缘环状支撑体，板状支撑体与平台零件的底面垂直接触且沿底面的径向设置，内缘环状支撑体与平台零件底面的内缘垂直接触且沿内缘的周向设置，外缘环状支撑体与平台零件底面的外缘垂直接触且沿外缘的周向设置。
优选地，板状支撑体具有沿竖直方向依次相连的第一接触部、第一断裂部和第一主体部，第一接触部与平台零件的底面相接触，第一主体部沿竖直方向延伸的高度大于第一接触部沿竖直方向延伸的高度，板状支撑体的厚度在靠近第一断裂部处呈收缩趋势且在第一断裂部处达到最小值。
优选地，板状支撑体设有多个，所有板状支撑体在平台零件的底面上沿周向等间隔地分布。
优选地，内缘环状支撑体具有沿竖直方向依次相连的第二接触部、第二断裂部和第二主体部，第二接触部与平台零件底面的内缘相接触，第二主体部沿竖直方向延伸的高度大于第二接触部沿竖直方向延伸的高度，内缘环状支撑体的厚度在靠近第二断裂部处呈收缩趋势且在第二断裂部处达到最小值。
优选地，内缘环状支撑体的内侧面在竖直方向上具有相同的直径，内缘环状支撑体的外侧面在靠近第二断裂部处呈收缩趋势。
优选地，内缘环状支撑体的内侧面的直径与平台零件底面的内缘直径相等。
优选地，外缘环状支撑体具有沿竖直方向依次相连的第三接触部、第三断裂部和第三主体部，第三接触部与平台零件底面的外缘相接触，第三主体部沿竖直方向延伸的高度大于第三接触部沿竖直方向延伸的高度，外缘环状支撑体的厚度在靠近第三断裂部处呈收缩趋势且在第三断裂部处达到最小值。
优选地，外缘环状支撑体的外侧面在竖直方向上具有相同的直径，外缘环状支撑体的内侧面在靠近第三断裂部处呈收缩趋势。
优选地，外缘环状支撑体的外侧面的直径与平台零件底面的外缘直径相等。
与现有技术相比，本发明具有显著的进步：
本发明的3D打印平台零件的支撑结构，通过板状支撑体形成对平台零件底层在竖直方向(即平台零件底层的收缩趋势方向)上的支撑，使得平台零件底层在收缩趋势方向上具有较高的结构刚度，可有效控制平台零件4底层的热收缩；同时，通过内缘环状支撑体和外缘环状支撑体分别形成对平台零件底层的内缘和外缘在竖直方向上的支撑，增加平台零件底层在内缘和外缘处的厚度，能够有效分散热应力。由此，本发明的支撑结构能够有效增强3D打印平台零件初始成形的底层结构强度，改善约束裂纹萌生，防止打印成形过程中平台零件底层发生开裂，保证平台零件产品结构强度和精度，尤其能够适用于大尺寸平台零件的支撑。且该支撑结构可以在平台零件打印成形前先打印成形，只需额外消耗少量的原材料即可加工获得。
附图说明
图1是本发明实施例的3D打印平台零件的支撑结构支撑平台零件的示意图。
图2是图1的断面示意图。
图3是本发明实施例的3D打印平台零件的支撑结构中板状支撑体支撑平台零件的示意图。
图4是本发明实施例的3D打印平台零件的支撑结构中板状支撑体的结构示意图。
图5是本发明实施例的3D打印平台零件的支撑结构中内缘环状支撑体的结构示意图。
图6是本发明实施例的3D打印平台零件的支撑结构中外缘环状支撑体的结构示意图。
其中，附图标记说明如下：
1、板状支撑体 11、第一接触部
12、第一断裂部 13、第一主体部
2、内缘环状支撑体 21、第二接触部
22、第二断裂部 23、第二主体部
3、外缘环状支撑体 31、第三接触部
32、第三断裂部 33、第三主体部
4、平台零件 41、底面
42、内缘 43、外缘
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
如图1至图6所示，本发明3D打印平台零件的支撑结构的一种实施例。平台零件是一类呈水平置放的平台状结构，沿竖直方向具有一定厚度，中心具有上下贯通的通孔，因此具有内缘和外缘。在利用3D打印技术打印成形的过程中，初始成形的底层容易因热收缩而产生裂纹，影响产品结构强度。平台零件底层的收缩趋势方向为平台零件底面边界的垂直方向，亦即竖直方向；收缩产生的热应力则主要集中在平台零件的内缘和外缘处，形成缺口敏感区。本实施例的3D打印平台零件的支撑结构设置在平台零件底层收缩趋势方向上以及平台零件的内缘和外缘处，用于加强平台零件在收缩趋势方向上的结构刚度，以避免平台零件底层发生热收缩，并增加平台零件在缺口敏感区处的厚度，以分散热应力，从而达到增强初始成形的底层结构强度的目的。
参见图1和图2，本实施例的3D打印平台零件的支撑结构设于平台零件4的下方，在打印成形时，可以先打印成形该支撑结构，再打印成形平台零件4。本实施例的3D打印平台零件的支撑结构包括板状支撑体1、内缘环状支撑体2和外缘环状支撑体3，板状支撑体1与平台零件4的底面41垂直接触且沿底面41的径向设置，内缘环状支撑体2与平台零件4底面41的内缘42垂直接触且沿内缘42的周向设置，外缘环状支撑体3与平台零件4底面41的外缘43垂直接触且沿外缘43的周向设置。本文中，竖直方向即为平台零件4由下至上逐层打印的方向，平台零件4底面41的径向是指平台零件4中心通孔的直径延伸方向，平台零件4底面41的内缘42是指平台零件4的底面41靠近平台零件4中心通孔的内边缘，平台零件4底面41的外缘43是指平台零件4的底面41远离平台零件4中心通孔的外边缘。
本实施例的3D打印平台零件的支撑结构，通过板状支撑体1形成对平台零件4底层在竖直方向(即平台零件4底层的收缩趋势方向)上的支撑，使得平台零件4底层在收缩趋势方向上具有较高的结构刚度，可有效控制平台零件4底层的热收缩；同时，通过内缘环状支撑体2和外缘环状支撑体3分别形成对平台零件4底层的内缘42和外缘43在竖直方向上的支撑，增加平台零件4底层在内缘42和外缘43处的厚度，能够有效分散热应力。由此，本实施例的支撑结构能够有效增强3D打印平台零件4初始成形的底层结构强度，改善约束裂纹萌生，防止打印成形过程中平台零件4底层发生开裂，保证平台零件4产品结构强度和精度，尤其能够适用于大尺寸平台零件的支撑。该支撑结构可以在平台零件4打印成形前先打印成形，只需额外消耗少量的原材料即可加工获得。
参见图3和图4，板状支撑体1具有沿竖直方向依次相连的第一接触部11、第一断裂部12和第一主体部13，第一接触部11与平台零件4的底面41相接触，第一主体部13沿竖直方向延伸的高度大于第一接触部11沿竖直方向延伸的高度，板状支撑体1的厚度在靠近第一断裂部12处呈收缩趋势且在第一断裂部12处达到最小值。由此，在去除板状支撑体1时，第一断裂部12可以作为应力集中的预置缺口，通过在第一断裂部12处弯折板状支撑体1使其断裂，再对第一接触部11进行打磨，可以很方便地去除板状支撑体1，且使得板状支撑体1的断裂位置可控，不会在平台零件4产品上造成额外缺口或裂纹，从而可保证平台零件4产品的结构强度。本文中，板状支撑体1的厚度是板状支撑体1沿平台零件4底面41的切向延伸的尺寸，平台零件4底面41的切向是指平台零件4底面41上垂直于底面41径向的方向。
参见图4，本实施例中，优选地，板状支撑体1的第一接触部11的厚度沿指向第一断裂部12的方向逐渐减小，且第一接触部11的厚度的最小值不小于第一断裂部12的厚度。进一步，板状支撑体1的第一主体部13靠近第一断裂部12的一侧的厚度沿指向第一断裂部12的方向逐渐减小，且第一主体部13的厚度的最小值不小于第一断裂部12的厚度。由此实现板状支撑体1的厚度在靠近第一断裂部12处呈收缩趋势且在第一断裂部12处达到最小值，使得弯折板状支撑体1时应力集中区域发生在第一断裂部12处，保证板状支撑体1在第一断裂部12处发生断裂。优选地，第一接触部11的厚度的最小值、第一主体部13的厚度的最小值、第一断裂部12的厚度相等。
为增加弯折板状支撑体1时第一断裂部12处应力集中的程度，第一断裂部12沿竖直方向延伸的高度应尽可能小。本实施例中，优选地，第一接触部11具有朝向第一主体部13的第一端面，第一主体部13具有朝向第一接触部11的第二端面，第一接触部11的第一端面与第一主体部13的第二端面相对接构成第一断裂部12，第一接触部11的第一端面和第一主体部13的第二端面均与平台零件4的底面41相平行，由此使得第一断裂部12沿竖直方向延伸的高度达到最小，可以通过弯折轻易地将第一主体部13与第一接触部11分离，实现板状支撑体1在第一断裂部12处的弯折断裂。
进一步，第一主体部13中靠近第一断裂部12的一部分与第一接触部11呈镜像设置，即，第一主体部13中靠近第一断裂部12的一部分与第一接触部11相对第一断裂部12呈对称设置，由此可保证在弯折板状支撑体1的过程中，第一断裂部12处的应力集中方向与平台零件4的底面41相平行，使得板状支撑体1沿平行于平台零件4底面41的方向发生断裂，即使得板状支撑体1的断裂方向可控，不会延伸到平台零件4产品上。
参见图4，在一种较佳的实施方式中，板状支撑体1的第一接触部11的厚度沿指向第一断裂部12的方向逐渐减小并形成两个相对倾斜且对称的侧面，第一接触部11的两个侧面与板状支撑体1所在的平台零件4径向平面之间的夹角均为α1。板状支撑体1的第一主体部13为板状，且板状的第一主体部13靠近第一断裂部12的一侧的厚度沿指向第一断裂部12的方向逐渐减小并形成两个相对倾斜且对称的侧面，第一主体部13的两个侧面与板状支撑体1所在的平台零件4径向平面之间的夹角均为β1，且满足：α1＝β1。优选地，α1和β1的取值范围为30°-60°。
本实施例中，板状支撑体1的第一接触部11一方面与平台零件4相接触实现对平台零件4的支撑，另一方面，第一接触部11将第一断裂部12与平台零件4隔开，以保证板状支撑体1的断裂位置不会发生在平台零件4底面41处。优选地，参见图4，板状支撑体1的第一接触部11沿竖直方向延伸的高度为a1，且a1的取值范围为0.1mm-0.3mm，由此可以保证第一断裂部12距离平台零件4底面41具有足够的距离，确保板状支撑体1的断裂位置不会发生在平台零件4底面41处。
进一步，为保证板状支撑体1对平台零件4在竖直方向上的支撑效果，板状支撑体1沿竖直方向延伸的高度应远大于第一接触部11沿竖直方向延伸的高度。优选地，参见图4，板状支撑体1沿竖直方向延伸的高度为b1，且b1的取值范围为4mm-6mm，由此在平台零件4的竖直方向上形成较强的支撑，使平台零件4在收缩趋势方向上具有较高的结构刚度。
进一步，为使板状支撑体1更容易通过弯折断裂，板状支撑体1的厚度应远小于板状支撑体1沿竖直方向延伸的高度，以使板状支撑体1沿平台零件4的切向的弯折断裂更容易。本实施例中，板状支撑体1的厚度在第一主体部13处具有最大值。优选地，参见图4，板状支撑体1的第一主体部13的厚度的最大值为c1，且c1的取值范围为1mm-2mm。第一主体部13的厚度的最大值为第一主体部13远离第一断裂部12的一侧的厚度。
更进一步，为保证弯折板状支撑体1时应力集中区域发生在第一断裂部12处，板状支撑体1的第一断裂部12的厚度应远小于第一主体部13的厚度的最大值。优选地，参见图4，板状支撑体1的第一断裂部12的厚度为d1，且d1的取值范围为0.1mm-0.3mm。本实施例中，d1值亦为第一接触部11的厚度的最小值以及第一主体部13的厚度的最小值。
本实施例中，板状支撑体1沿平台零件4底面41的径向延伸的长度并不局限，为保证良好的支撑效果，优选地，板状支撑体1沿平台零件4底面41的径向延伸的长度接近于平台零件4底面41在径向上的尺寸。
通过一个所述板状支撑体1能够实现对平台零件4一个径向位置的支撑，为实现对平台零件4整体结构的支撑，参见图3，优选地，本实施例的3D打印平台零件的支撑结构中，板状支撑体1可以设有多个，且所有板状支撑体1在平台零件4的底面41上沿周向等间隔地分布，以实现对平台零件4整体结构的均匀支撑，保证平台零件4产品整体的结构精度。板状支撑体1的数量并不局限，可以根据实际打印的平台零件4的尺寸进行选择设计。
参见图1、图2和图5，内缘环状支撑体2沿沿平台零件4底面41内缘42的周向延伸形成环形。内缘环状支撑体2具有沿竖直方向依次相连的第二接触部21、第二断裂部22和第二主体部23，第二接触部21与平台零件4的底面41相接触，第二主体部23沿竖直方向延伸的高度大于第二接触部21沿竖直方向延伸的高度，内缘环状支撑体2的厚度在靠近第二断裂部22处呈收缩趋势且在第二断裂部22处达到最小值。由此，在去除内缘环状支撑体2时，第二断裂部22可以作为应力集中的预置缺口，通过在第二断裂部22处弯折内缘环状支撑体2使其断裂，再对第二接触部21进行打磨，可以很方便地去除内缘环状支撑体2，且使得内缘环状支撑体2的断裂位置可控，不会在平台零件4产品上造成额外缺口或裂纹，从而可保证平台零件4产品的结构强度。
参见图5，本实施例中，优选地，内缘环状支撑体2的第二接触部21的厚度沿指向第二断裂部22的方向逐渐减小，且第二接触部21的厚度的最小值不小于第二断裂部22的厚度。进一步，内缘环状支撑体2的第二主体部23靠近第二断裂部22的一侧的厚度沿指向第二断裂部22的方向逐渐减小，且第二主体部23的厚度的最小值不小于第二断裂部22的厚度。由此实现内缘环状支撑体2的厚度在靠近第二断裂部22处呈收缩趋势且在第二断裂部22处达到最小值，使得弯折内缘环状支撑体2时应力集中区域发生在第二断裂部22处，保证内缘环状支撑体2在第二断裂部22处发生断裂。优选地，第二接触部21的厚度的最小值、第二主体部23的厚度的最小值、第二断裂部22的厚度相等。
为增加弯折内缘环状支撑体2时第二断裂部22处应力集中的程度，第二断裂部22沿竖直方向延伸的高度应尽可能小。本实施例中，优选地，第二接触部21具有朝向第二主体部23的第三端面，第二主体部23具有朝向第二接触部21的第四端面，第二接触部21的第三端面与第二主体部23的第四端面相对接构成第二断裂部22，第二接触部21的第三端面和第二主体部23的第四端面均与平台零件4的底面41相平行，由此使得第二断裂部22沿竖直方向延伸的高度达到最小，可以通过弯折轻易地将第二主体部23与第二接触部21分离，实现内缘环状支撑体2在第二断裂部22处的弯折断裂。
进一步，第二主体部23中靠近第二断裂部22的一部分与第二接触部21呈镜像设置，即，第二主体部23中靠近第二断裂部22的一部分与第二接触部21相对第二断裂部22呈对称设置，由此可保证在弯折内缘环状支撑体2的过程中，第二断裂部22处的应力集中方向与平台零件4的底面41相平行，使得内缘环状支撑体2沿平行于平台零件4底面41的方向发生断裂，即使得内缘环状支撑体2的断裂方向可控，不会延伸到平台零件4产品上。
参见图2，本实施例中，优选地，内缘环状支撑体2的内侧面在竖直方向上具有相同的直径，内缘环状支撑体2的外侧面在靠近第二断裂部22处呈收缩趋势。内缘环状支撑体2的内侧面是内缘环状支撑体2靠近平台零件4中心通孔的一侧侧面，内缘环状支撑体2的外侧面是内缘环状支撑体2远离平台零件4中心通孔的一侧侧面。更优地，内缘环状支撑体2的内侧面的直径与平台零件4底面41的内缘42直径相等，平台零件4底面41的内缘42直径即为平台零件4中心通孔在底面41处的直径，由此使得内缘环状支撑体2的内侧面与平台零件4中心通孔的内侧面之间平滑相连。
参见图5，在一种较佳的实施方式中，内缘环状支撑体2的第二接触部21的厚度沿指向第二断裂部22的方向逐渐减小并在内缘环状支撑体2的外侧形成一个倾斜侧面，该倾斜侧面与内缘环状支撑体2内侧面之间的夹角为α2。内缘环状支撑体2的第二主体部23为环形板状，且环形板状的第二主体部23靠近第二断裂部22的一侧的厚度沿指向第二断裂部22的方向逐渐减小并在内缘环状支撑体2的外侧形成一个倾斜侧面，该倾斜侧面与内缘环状支撑体2内侧面之间的夹角为β2，且满足：α2＝β2。优选地，α2和β2的取值范围为30°-60°。
本实施例中，内缘环状支撑体2的第二接触部21一方面与平台零件4相接触实现对平台零件4内缘42的支撑，另一方面，第二接触部21将第二断裂部22与平台零件4隔开，以保证内缘环状支撑体2的断裂位置不会发生在平台零件4内缘42处。优选地，参见图5，内缘环状支撑体2的第二接触部21沿竖直方向延伸的高度为a2，且a2的取值范围为0.1mm-0.3mm，由此可以保证第二断裂部22距离平台零件4底面41具有足够的距离，确保内缘环状支撑体2的断裂位置不会发生在平台零件4内缘42处。
进一步，为保证内缘环状支撑体2对平台零件4在竖直方向上的支撑效果，内缘环状支撑体2沿竖直方向延伸的高度应远大于第二接触部21沿竖直方向延伸的高度。优选地，参见图5，内缘环状支撑体2沿竖直方向延伸的高度为b2，且b2的取值范围为4mm-6mm，由此在平台零件4的竖直方向上形成较强的支撑，使平台零件4在收缩趋势方向上具有较高的结构刚度。
进一步，为使内缘环状支撑体2更容易通过弯折断裂，内缘环状支撑体2的厚度应远小于内缘环状支撑体2沿竖直方向延伸的高度，以使内缘环状支撑体2沿平台零件4的切向的弯折断裂更容易。本实施例中，内缘环状支撑体2的厚度在第二主体部23处具有最大值。优选地，参见图5，内缘环状支撑体2的第二主体部23的厚度的最大值为c2，且c2的取值范围为1mm-2mm。第二主体部23的厚度的最大值为第二主体部23远离第二断裂部22的一侧的厚度。
更进一步，为保证弯折内缘环状支撑体2时应力集中区域发生在第二断裂部22处，内缘环状支撑体2的第二断裂部22的厚度应远小于第二主体部23的厚度的最大值。优选地，参见图5，内缘环状支撑体2的第二断裂部22的厚度为d2，且d2的取值范围为0.1mm-0.3mm。本实施例中，d2值亦为第二接触部21的厚度的最小值以及第二主体部23的厚度的最小值。
参见图1、图2和图6，外缘环状支撑体3沿沿平台零件4底面41外缘43的周向延伸形成环形。外缘环状支撑体3具有沿竖直方向依次相连的第三接触部31、第三断裂部32和第三主体部33，第三接触部31与平台零件4的底面41相接触，第三主体部33沿竖直方向延伸的高度大于第三接触部31沿竖直方向延伸的高度，外缘环状支撑体3的厚度在靠近第三断裂部32处呈收缩趋势且在第三断裂部32处达到最小值。由此，在去除外缘环状支撑体3时，第三断裂部32可以作为应力集中的预置缺口，通过在第三断裂部32处弯折外缘环状支撑体3使其断裂，再对第三接触部31进行打磨，可以很方便地去除外缘环状支撑体3，且使得外缘环状支撑体3的断裂位置可控，不会在平台零件4产品上造成额外缺口或裂纹，从而可保证平台零件4产品的结构强度。
参见图6，本实施例中，优选地，外缘环状支撑体3的第三接触部31的厚度沿指向第三断裂部32的方向逐渐减小，且第三接触部31的厚度的最小值不小于第三断裂部32的厚度。进一步，外缘环状支撑体3的第三主体部33靠近第三断裂部32的一侧的厚度沿指向第三断裂部32的方向逐渐减小，且第三主体部33的厚度的最小值不小于第三断裂部32的厚度。由此实现外缘环状支撑体3的厚度在靠近第三断裂部32处呈收缩趋势且在第三断裂部32处达到最小值，使得弯折外缘环状支撑体3时应力集中区域发生在第三断裂部32处，保证外缘环状支撑体3在第三断裂部32处发生断裂。优选地，第三接触部31的厚度的最小值、第三主体部33的厚度的最小值、第三断裂部32的厚度相等。
为增加弯折外缘环状支撑体3时第三断裂部32处应力集中的程度，第三断裂部32沿竖直方向延伸的高度应尽可能小。本实施例中，优选地，第三接触部31具有朝向第三主体部33的第五端面，第三主体部33具有朝向第三接触部31的第六端面，第三接触部31的第五端面与第三主体部33的第六端面相对接构成第三断裂部32，第三接触部31的第五端面和第三主体部33的第六端面均与平台零件4的底面41相平行，由此使得第三断裂部32沿竖直方向延伸的高度达到最小，可以通过弯折轻易地将第三主体部33与第三接触部31分离，实现外缘环状支撑体3在第三断裂部32处的弯折断裂。
进一步，第三主体部33中靠近第三断裂部32的一部分与第三接触部31呈镜像设置，即，第三主体部33中靠近第三断裂部32的一部分与第三接触部31相对第三断裂部32呈对称设置，由此可保证在弯折外缘环状支撑体3的过程中，第三断裂部32处的应力集中方向与平台零件4的底面41相平行，使得外缘环状支撑体3沿平行于平台零件4底面41的方向发生断裂，即使得外缘环状支撑体3的断裂方向可控，不会延伸到平台零件4产品上。
本实施例中，优选地，外缘环状支撑体3的外侧面在竖直方向上具有相同的直径，外缘环状支撑体3的内侧面在靠近第三断裂部32处呈收缩趋势。外缘环状支撑体3的内侧面是外缘环状支撑体3靠近平台零件4中心通孔的一侧侧面，外缘环状支撑体3的外侧面是外缘环状支撑体3远离平台零件4中心通孔的一侧侧面。更优地，外缘环状支撑体3的外侧面的直径与平台零件4底面41的外缘43直径相等，平台零件4底面41的外缘43直径即为平台零件4的外周面在底面41处的直径，由此使得外缘环状支撑体3的外侧面与平台零件4的外周面之间平滑相连。
参见图6，在一种较佳的实施方式中，外缘环状支撑体3的第三接触部31的厚度沿指向第三断裂部32的方向逐渐减小并在外缘环状支撑体3的内侧形成一个倾斜侧面，该倾斜侧面与外缘环状支撑体3外侧面之间的夹角为α3。外缘环状支撑体3的第三主体部33为环形板状，且环形板状的第三主体部33靠近第三断裂部32的一侧的厚度沿指向第三断裂部32的方向逐渐减小并在外缘环状支撑体3的内侧形成一个倾斜侧面，该倾斜侧面与外缘环状支撑体3外侧面之间的夹角为β3，且满足：α3＝β3。优选地，α3和β3的取值范围为30°-60°。
本实施例中，外缘环状支撑体3的第三接触部31一方面与平台零件4相接触实现对平台零件4外缘43的支撑，另一方面，第三接触部31将第三断裂部32与平台零件4隔开，以保证外缘环状支撑体3的断裂位置不会发生在平台零件4外缘43处。优选地，参见图6，外缘环状支撑体3的第三接触部31沿竖直方向延伸的高度为a3，且a3的取值范围为0.1mm-0.3mm，由此可以保证第三断裂部32距离平台零件4底面41具有足够的距离，确保外缘环状支撑体3的断裂位置不会发生在平台零件4外缘43处。
进一步，为保证外缘环状支撑体3对平台零件4在竖直方向上的支撑效果，外缘环状支撑体3沿竖直方向延伸的高度应远大于第三接触部31沿竖直方向延伸的高度。优选地，参见图6，外缘环状支撑体3沿竖直方向延伸的高度为b3，且b3的取值范围为4mm-6mm，由此在平台零件4的竖直方向上形成较强的支撑，使平台零件4在收缩趋势方向上具有较高的结构刚度。
进一步，为使外缘环状支撑体3更容易通过弯折断裂，外缘环状支撑体3的厚度应远小于外缘环状支撑体3沿竖直方向延伸的高度，以使外缘环状支撑体3沿平台零件4的切向的弯折断裂更容易。本实施例中，外缘环状支撑体3的厚度在第三主体部33处具有最大值。优选地，参见图6，外缘环状支撑体3的第三主体部33的厚度的最大值为c3，且c3的取值范围为1mm-2mm。第三主体部33的厚度的最大值为第三主体部33远离第三断裂部32的一侧的厚度。
更进一步，为保证弯折外缘环状支撑体3时应力集中区域发生在第三断裂部32处，外缘环状支撑体3的第三断裂部32的厚度应远小于第三主体部33的厚度的最大值。优选地，参见图6，外缘环状支撑体3的第三断裂部32的厚度为d3，且d3的取值范围为0.1mm-0.3mm。本实施例中，d3值亦为第三接触部31的厚度的最小值以及第三主体部33的厚度的最小值。
综上所述，本实施例的3D打印平台零件的支撑结构，通过板状支撑体1形成对平台零件4底层在竖直方向上的支撑，使得平台零件4底层在收缩趋势方向上具有较高的结构刚度，可有效控制平台零件4底层的热收缩；同时，通过内缘环状支撑体2和外缘环状支撑体3分别形成对平台零件4底层的内缘42和外缘43在竖直方向上的支撑，增加平台零件4底层在内缘42和外缘43处的厚度，能够有效分散热应力。由此能够有效增强3D打印平台零件4初始成形的底层结构强度，改善约束裂纹萌生，防止打印成形过程中平台零件4底层发生开裂，保证平台零件4产品结构强度和精度，尤其能够适用于大尺寸平台零件的支撑。该支撑结构可以在平台零件4打印成形前先打印成形，只需额外消耗少量的原材料即可加工获得。板状支撑体1、内缘环状支撑体2和外缘环状支撑体3均可以通过弯折与打磨等简单钳工的方式去除，去除方便，且通过第一断裂部12、第二断裂部22和第三断裂部32的设计，使得板状支撑体1、内缘环状支撑体2和外缘环状支撑体3的断裂位置和断裂方向均可控，使得板状支撑体1、内缘环状支撑体2和外缘环状支撑体3弯折断裂时不会在平台零件4产品上造成额外缺口或裂纹，从而可保证平台零件4产品的结构强度。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种3D打印平台零件的支撑结构，设于平台零件(4)的下方，其特征在于，包括板状支撑体(1)、内缘环状支撑体(2)和外缘环状支撑体(3)，所述板状支撑体(1)与所述平台零件(4)的底面(41)垂直接触且沿所述底面(41)的径向设置，所述内缘环状支撑体(2)与所述平台零件(4)底面(41)的内缘(42)垂直接触且沿所述内缘(42)的周向设置，所述外缘环状支撑体(3)与所述平台零件(4)底面(41)的外缘(43)垂直接触且沿所述外缘(43)的周向设置。
2.根据权利要求1所述的3D打印平台零件的支撑结构，其特征在于，所述板状支撑体(1)具有沿竖直方向依次相连的第一接触部(11)、第一断裂部(12)和第一主体部(13)，所述第一接触部(11)与所述平台零件(4)的底面(41)相接触，所述第一主体部(13)沿竖直方向延伸的高度大于所述第一接触部(11)沿竖直方向延伸的高度，所述板状支撑体(1)的厚度在靠近所述第一断裂部(12)处呈收缩趋势且在所述第一断裂部(12)处达到最小值。
3.根据权利要求1所述的3D打印平台零件的支撑结构，其特征在于，所述板状支撑体(1)设有多个，所有所述板状支撑体(1)在所述平台零件(4)的底面(41)上沿周向等间隔地分布。
4.根据权利要求1所述的3D打印平台零件的支撑结构，其特征在于，所述内缘环状支撑体(2)具有沿竖直方向依次相连的第二接触部(21)、第二断裂部(22)和第二主体部(23)，所述第二接触部(21)与所述平台零件(4)底面(41)的内缘(42)相接触，所述第二主体部(23)沿竖直方向延伸的高度大于所述第二接触部(21)沿竖直方向延伸的高度，所述内缘环状支撑体(2)的厚度在靠近所述第二断裂部(22)处呈收缩趋势且在所述第二断裂部(22)处达到最小值。
5.根据权利要求4所述的3D打印平台零件的支撑结构，其特征在于，所述内缘环状支撑体(2)的内侧面在竖直方向上具有相同的直径，所述内缘环状支撑体(2)的外侧面在靠近所述第二断裂部(22)处呈收缩趋势。
6.根据权利要求5所述的3D打印平台零件的支撑结构，其特征在于，所述内缘环状支撑体(2)的内侧面的直径与所述平台零件(4)底面(41)的内缘(42)直径相等。
7.根据权利要求1所述的3D打印平台零件的支撑结构，其特征在于，所述外缘环状支撑体(3)具有沿竖直方向依次相连的第三接触部(31)、第三断裂部(32)和第三主体部(33)，所述第三接触部(31)与所述平台零件(4)底面(41)的外缘(43)相接触，所述第三主体部(33)沿竖直方向延伸的高度大于所述第三接触部(31)沿竖直方向延伸的高度，所述外缘环状支撑体(3)的厚度在靠近所述第三断裂部(32)处呈收缩趋势且在所述第三断裂部(32)处达到最小值。
8.根据权利要求7所述的3D打印平台零件的支撑结构，其特征在于，所述外缘环状支撑体(3)的外侧面在竖直方向上具有相同的直径，所述外缘环状支撑体(3)的内侧面在靠近所述第三断裂部(32)处呈收缩趋势。
9.根据权利要求8所述的3D打印平台零件的支撑结构，其特征在于，所述外缘环状支撑体(3)的外侧面的直径与所述平台零件(4)底面(41)的外缘(43)直径相等。
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