CN112122610A - 一种3d打印零件内的支撑结构、其3d打印及去除方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种3D打印零件内的支撑结构、其3D打印及去除方法，所述3D打印零件具有内部管道结构，所述内部管道结构的悬空端点部位下方设置支撑结构；所述支撑结构包括纵向平行排列的柱形体或十字形片体，所述支撑结构的顶端部位的尺寸由下至上逐渐减小。本发明所述支撑结构的结构设计以及打印参数的设置，所述支撑结构可与零件主体共同打印，可以使支撑结构后期容易从零件中去除，零件制备过程操作简便，可快速实现具有复杂流道结构、难以用支撑去除工具去除内部支撑结构的零件的3D打印成形，解决了该种结构的零件无法采用3D打印法制备的问题。

Description

一种3D打印零件内的支撑结构、其3D打印及去除方法

技术领域

本发明属于3D打印技术领域，涉及一种3D打印零件内的支撑结构、其3D打印及去除方法。

背景技术

选区激光熔化是3D打印技术中的一种，是一种利用粉末在激光束下完全熔化、冷却凝固成型的技术，其成型过程是由粉末层层堆积而成，材料利用率高，产品生产开发周期短，同时对产品的形状几乎没有限制，可直接成型网格、空腔等复杂结构，因此常被用于制造形状复杂、难加工的零件，被各国优先推广，在众多领域应用广泛。

对于具有空腔或管道结构的3D打印零件，3D打印过程中往往需要支撑结构，打印完成后再去除支撑结构。目前，去除3D打印零件支撑结构的方法一般为采用相应的支撑去除工具进行操作，常规的支撑去除工有多种类型的起子、锤子或打磨头等，但这类工具只能去除其能够触及的零件部位，对于工具无法触及的部位若添加支撑结构则无法去除，这类零件则难以用3D打印的方法成形，影响其适用范围。

对于这类3D打印零件，需要设计新的支撑结构，使零件既能成形，又能够后续去除，然而目前的研究并未明确涉及这一方面改进。CN 104014794A公开了一种三维打印方法，该方法包括打印支撑结构及三维物体步骤：通过打印头按照设定的方案打印支撑结构及三维物体；去除支撑结构步骤：在上述步骤中，当打印头与载物台的平面沿垂直于所述平面方向上的距离达到设定值时，用能溶解支撑材料而不溶解成型材料的溶液对距打印面超出设定值以下的支撑结构与三维物体进行超声波清洗。该方法需要支撑结构和三维物体分别打印，且材料不同，并不适用于三维物体内部需要设置支撑结构来进行打印的情况。

CN 106738874A公开了一种快速去除3D打印支撑的方法，该方法主要实现方式是在支撑打印前后由介质材料打印头打印一层易降解的材料，介质材料将支撑与零件、零件与基板、基板与支撑隔开；在零件打印结束之后将模型取下并对介质层进行降解处理，上述部位的介质材料溶解，支撑结构自然脱离零件表面。该方适用的情况同样是支撑结构与零件具有明确的分隔位置，对于需要支撑结构设置于零件内部的情形并不适用。

综上所述，对于支撑结构位于零件内部，普通工具难以去除的3D打印零件，还需要寻求一种新的支撑结构打印的方法，在实现复杂结构零件的制备的同时，便于后续去除支撑结构。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种3D打印零件内的支撑结构、其3D打印及去除方法，所述支撑结构与零件共同进行3D打印，并通过支撑结构的设计与打印参数的调节，使其便于从零件中去除，实现了具有复杂内部结构的零件的3D打印。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种3D打印零件内的支撑结构，所述3D打印零件具有内部管道结构，所述内部管道结构的悬空端点部位下方设置支撑结构；

所述支撑结构包括纵向平行排列的柱形体或十字形片体，所述支撑结构的顶端部位的尺寸由下至上逐渐减小。

本发明中，对于具有复杂内部结构的零件，采用3D打印成形时往往需要内部支撑结构，因而本发明设计了一种支撑结构，该支撑结构设置于3D打印零件内部管道结构的悬空端点部位的下方，使得依靠支撑结构能够生长出悬空端点部位的第一点，且支撑结构的结构设计，使其与悬空端点部位直接接触的面积较小，便于后续零件成形后进行支撑结构的去除；所述支撑结构可与零件主体共同打印，可实现零件的快速打印成形，实现了具有复杂流道结构、难以用支撑去除工具去除内部支撑结构的零件的3D打印成形，能够解决该种结构的零件无法采用3D打印法制备的问题。

以下作为本发明优选的技术方案，但不作为本发明提供的技术方案的限制，通过以下技术方案，可以更好地达到和实现本发明的技术目的和有益效果。

作为本发明优选的技术方案，所述内部管道结构的悬空端点部位位于管道的转折连接处。

优选地，所述管道向下延伸形成转折连接处。

优选地，所述悬空端点部位的顶点处设置一支柱形体或十字形片体，或所述悬空端点部位的顶边处设置一排柱形体或十字形片体。

优选地，所述悬空端点部位的顶点周围或顶边两侧对称设置柱形体或十字形片体。

本发明中，所述支撑结构柱形体或十字形片体的设置方式，如设置位置、排列方式等与悬空端点部位的结构有关，可以沿环形排列或者成行排列。

作为本发明优选的技术方案，所述柱形体的顶端部位呈圆台形或棱台形。

优选地，相邻两排柱形体错开设置，相间排列的两排柱形体重叠设置。

优选地，同一排柱形体中相邻两支柱形体的距离相同。

本发明中，所述支撑结构的柱形体成行排列时，各柱形体均匀布置，各排之间的距离相同，相邻两排错开布置。

优选地，同一排中相邻两支柱形体的中心点的间距为1～3mm，例如1mm、1.2mm、1.5mm、1.8mm、2mm、2.4mm、2.7mm或3mm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

本发明中，上述柱形体除了独立设置外，所述柱形体的数量较少时，柱形体顶端部位以下的部分可以一体化设置，更方便支撑结构的打印成形。

优选地，所述柱形体的顶端部位的上截面尺寸为0.5～1mm，例如0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm或1mm等，下截面尺寸为0.8～1.8mm，例如0.8mm、1mm、1.2mm、1.4mm、1.6mm或1.8mm等，顶端部位的高度为0.2～1mm，例如0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.8mm或1mm等；但并不仅限于所列举的数值，在各自范围内其他未列举的数值同样适用。

作为本发明优选的技术方案，所述十字形片体中两个片体的夹角为80～100度，例如80度、85度、90度、95度或100度等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地，相邻两排十字形片体错开设置，相间排列的两排十字形片体重叠设置。

优选地，同一排十字形片体中相邻两个十字形片体的距离相同。

优选地，同一排中相邻两个十字形片体的中心点的间距为1～3mm，例如1mm、1.2mm、1.5mm、1.8mm、2mm、2.4mm、2.7mm或3mm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地，所述十字形片体的顶端部位的上端片体宽度为0.5～1mm，例如0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm或1mm等，下端片体宽度为0.8～1.8mm，例如0.8mm、1mm、1.2mm、1.4mm、1.6mm或1.8mm等，顶端部位的高度为0.2～1mm，例如0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.8mm或1mm等；但并不仅限于所列举的数值，在各自范围内其他未列举的数值同样适用。

第二方面，本发明提供了一种上述支撑结构的3D打印方法，所述方法包括以下步骤：

(1)将上述3D打印零件和支撑结构的模型参数输入3D打印设备内，同时进行3D打印零件和支撑结构的3D打印成形；

其中，所述零件和支撑结构的打印参数设置不同，所述支撑结构打印时的激光功率小于零件的激光功率，所述支撑结构打印时的激光扫描速度大于零件的激光扫描速度；

(2)步骤(1)3D打印完成后，对零件和支撑结构进行热处理。

作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述3D打印零件和支撑结构的材质相同。

优选地，所述3D打印零件和支撑结构的材质包括铝和/或铝合金。

本发明中，所述零件和支撑结构共同打印，其适合的材料主要为轻质的金属或合金，应力较小，便于后续支撑结构简单快速去除。

优选地，步骤(1)所述3D打印前，先将基板温度预热至150～200℃，例如150℃、160℃、170℃、180℃、190℃或200℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地，步骤(1)所述支撑结构打印时的激光功率为100～200W，例如100W、120W、140W、160W、180W或200W等；激光扫描速度为2000～3400mm/s，例如2000mm/s、2200mm/s、2400mm/s、2600mm/s、2800mm/s、3000mm/s、3200mm/s或3400mm/s等；激光光斑直径为50～200μm，例如50μm、80μm、100μm、120μm、150μm、180μm或200μm等；但并不仅限于所列举的数值，在各自数值范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地，步骤(1)所述零件打印时的激光功率为350～500W，例如350W、380W、400W、420W、450W、480W或500W等；激光扫描速度为1000～2400mm/s，例如1000mm/s、1200mm/s、1400mm/s、1600mm/s、1800mm/s、2000mm/s、2200mm/s或2400mm/s等；激光光斑直径为60～120μm，例如60μm、70μm、80μm、90μm、100μm、110μm或120μm等；但并不仅限于所列举的数值，在各自数值范围内其他未列举的数值同样适用。

本发明中，通过将支撑结构和零件部分的打印参数设置不同，尤其是激光功率和激光扫描速度的参数，支撑结构打印时，激光功率较小，而扫描速率较大，可以使得支撑结构的强度较弱，方便后期支撑结构的去除；相对的，零件打印时，激光功率较大，而扫描速率较小，则使零件的强度较高，成形致密度较好。

作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述3D打印时，支撑结构的铺粉厚度为60～100μm，例如60μm、65μm、70μm、75μm、80μm、85μm、90μm、95μm或100μm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地，步骤(1)所述3D打印时，零件的铺粉厚度为30～50μm，例如30μm、35μm、40μm、45μm或50μm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

本发明中，支撑结构的铺粉厚度需要大于零件的铺粉厚度，前者厚度一般是后者的2倍或3倍，如此设计一是为了使支撑结构的强度较低，而是为了提高零件的成形效率；其中支撑结构的铺粉厚度一般选择零件铺粉厚度的整数倍，便于进行操作，使得支撑结构部分能够间隔一次或两次再打印。

优选地，步骤(1)所述3D打印时，所述3D打印设备的打印仓内的氧气体积含量控制在0.1％以下，例如0.1％、0.09％、0.08％、0.07％、0.06％、0.05％或0.04％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

本发明中，打印舱内氧气含量的控制通过充入保护性气体来控制，当氧含量降到设定值以下，打印舱内处于平稳的压力状态。

作为本发明优选的技术方案，步骤(1)3D打印完成后，先对零件进行清粉处理，再进行热处理。

本发明中，由于所述3D打印零件具有内部管道结构，其打印完成后内部会残留粉末，因此需要进行清粉处理。

优选地，步骤(2)所述热处理包括退火热处理。

优选地，步骤(2)所述热处理的温度为150～320℃，例如150℃、180℃、200℃、220℃、250℃、270℃、300℃或320℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

本发明中，3D打印后形成的零件内部应力较大，需要进行热处理，消除内部残余应力，提高致密度及强度等性能；而针对不同的材料，其热处理温度也会有所变化。

优选地，步骤(2)所述热处理后，分离基板和零件。

优选地，所述分离的方式为线切割。

本发明中，根据3D打印设备的结构及操作，打印后的零件是与基板相结合的，需要进行分离，基板可循环使用。

第三方面，本发明提供了一种上述支撑结构的去除方法，所述方法包括以下步骤：

将高压液体通入3D打印零件的内部管道结构中，冲击3D打印零件内的支撑结构，所述支撑结构破碎后吹扫排出。

本发明中，根据支撑结构的设计方式以及3D打印时的参数设置，支撑结构部分与零件部分的接触面积较小，且支撑结构的强度较弱，采用高压水流冲击可以将其击碎后从内部排出，无需使用支撑去除工具。

作为本发明优选的技术方案，所述高压液体的压力为2～10MPa，例如2MPa、3MPa、4MPa、5MPa、6MPa、7MPa、8MPa、9MPa或10MPa等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地，所述高压液体包括水。

作为本发明优选的技术方案，所述吹扫采用水或气体。

优选地，所述吹扫时的压力为2～10MPa，例如2MPa、3MPa、4MPa、5MPa、6MPa、7MPa、8MPa、9MPa或10MPa等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地，所述吹扫的时间为5～20min，例如5min、6min、8min、10min、12min、15min、18min或20min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

本发明中，所述3D打印零件的支撑结构去除后，再经过喷砂或喷丸处理进行表面处理后即可。

本发明中，对于内部具有悬空端点或悬边结构的零件，为了支撑悬空结构长出的第一个点或第一条边而设计所述支撑结构；对于支撑结构的去除，本发明通过结构设计和打印参数设置，使得支撑结构的强度较弱，能够采用水压或气压等较弱的力量快速去除。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明所述支撑结构的结构设计、与零件的位置关系设置以及打印参数的设置，可以使支撑结构后期容易从零件中去除，可以快速实现具有复杂流道结构、难以用支撑去除工具去除内部支撑结构的零件的3D打印成形；

(2)本发明所述支撑结构可与零件主体共同打印，零件制备方便快捷，操作简便，尤其适用于具有复杂结构的零件。

附图说明

图1是本发明实施例1提供的3D打印零件内部管道结构的悬空端点部位和支撑结构的局部结构示意图；

图2是本发明实施例2提供的3D打印零件的整体截面结构示意图；

其中，1-内部管道结构，2-支撑结构。

具体实施方式

为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，下面对本发明进一步详细说明。但下述的实施例仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明保护范围以权利要求书为准。

本发明具体实施方式部分提供了一种3D打印零件内的支撑结构、其3D打印及去除方法，所述3D打印零件具有内部管道结构1，所述内部管道结构1的悬空端点部位下方设置支撑结构2；

所述支撑结构2包括纵向平行排列的柱形体或十字形片体，所述支撑结构2的顶端部位的尺寸由下至上逐渐减小。

以下为本发明典型但非限制性实施例：

实施例1：

本实施例提供了一种3D打印零件内的支撑结构，所述3D打印零件具有内部管道结构1，所述内部管道结构1的悬空端点部位下方设置支撑结构2，其局部结构示意图如图1所示。

所述支撑结构2包括纵向平行排列的柱形体，所述柱形体的顶端部位呈棱台形，所述顶端部位的尺寸由下至上逐渐减小。

所述内部管道结构1的悬空端点部位位于管道向下延伸形成的转折连接处。

所述悬空端点部位的顶边处设置一排柱形体，所述悬空端点部位的顶边两侧对称设置柱形体。

相邻两排柱形体错开设置，相间排列的两排柱形体重叠设置。

同一排柱形体中相邻两支柱形体的距离相同，两者中心点的间距为2mm。

所述柱形体的顶端部位的上截面尺寸为0.75mm，下截面尺寸为1.5mm，顶端部位的高度为0.5mm。

实施例2：

本实施例提供了一种3D打印零件内的支撑结构，所述3D打印零件的整体截面结构示意图如图2所示，其具有内部管道结构1，所述内部管道结构1的悬空端点部位下方设置支撑结构2。

所述支撑结构2包括纵向平行排列的柱形体，所述柱形体的顶端部位呈圆台形，所述顶端部位的尺寸由下至上逐渐减小。

所述内部管道结构1的悬空端点部位位于管道向下延伸形成的转折连接处。

所述悬空端点部位的顶点处设置一支柱形体，所述悬空端点部位的顶点周围环形对称设置柱形体。

相邻两圈柱形体错开设置，相间排列的两圈柱形体重叠设置。

同一圈柱形体中相邻两支柱形体的距离相同，中心点的间距为3mm。

所述柱形体的顶端部位的上截面尺寸为1mm，下截面尺寸为1.8mm，顶端部位的高度为1mm。

实施例3：

本实施例提供了一种3D打印零件内的支撑结构，所述3D打印零件具有内部管道结构1，所述内部管道结构1的悬空端点部位下方设置支撑结构2。

所述支撑结构2包括纵向平行排列的十字形片体，所述十字形片体的顶端部位的尺寸由下至上逐渐减小。

所述内部管道结构1的悬空端点部位位于管道向下延伸形成的转折连接处。

所述十字形片体中两个片体的夹角为90度。

所述悬空端点部位的顶边处设置一排十字形片体，所述悬空端点部位的顶边两侧对称设置十字形片体。

相邻两排十字形片体错开设置，相间排列的两排十字形片体重叠设置。

同一排十字形片体中相邻两个十字形片体的距离相同，两者中心点的间距为1mm。

所述十字形片体的顶端部位的上端片体宽度为0.5mm，下端片体宽度为0.8mm，顶端部位的高度为0.2mm。

实施例4：

本实施例提供了一种零件内支撑结构的3D打印及去除方法，所述支撑结构为实施例1中的支撑结构，所述方法包括以下步骤：

(1)将所述3D打印零件和支撑结构2的结构模型参数输入3D打印设备内，同时进行3D打印零件和支撑结构2的3D打印成形；

其中，所述零件和支撑结构2的材质为铝合金，3D打印前先将基板温度预热至180℃，所述支撑结构2打印时的激光功率为150W，激光扫描速度为2700mm/s，激光光斑直径为120μm，铺粉厚度为80μm；所述零件打印时的激光功率为420W，激光扫描速度为1600mm/s，激光光斑直径为90μm，铺粉厚度为40μm，打印仓内的氧气体积含量控制为0.1％；

(2)步骤(1)3D打印完成后，先对零件进行清粉处理，然后对零件和支撑结构2进行退火热处理，所述热处理的温度为250℃，再采用线切割的方式分离基板和零件；

(3)将压力为5MPa的水通入3D打印零件的内部管道结构1中，冲击3D打印零件内的支撑结构2，所述支撑结构2破碎后采用压力为5MPa的空气吹扫10min，破碎后支撑结构2从零件内部管道结构1中排出。

实施例5：

本实施例提供了一种零件内支撑结构的3D打印及去除方法，所述支撑结构为实施例1中的支撑结构，所述方法包括以下步骤：

(1)将所述3D打印零件和支撑结构2的结构模型参数输入3D打印设备内，同时进行3D打印零件和支撑结构2的3D打印成形；

其中，所述零件和支撑结构2的材质为铝合金，3D打印前先将基板温度预热至150℃，所述支撑结构2打印时的激光功率为100W，激光扫描速度为2000mm/s，激光光斑直径为200μm，铺粉厚度为70μm；所述零件打印时的激光功率为350W，激光扫描速度为1000mm/s，激光光斑直径为120μm，铺粉厚度为35μm，打印仓内的氧气体积含量控制为0.08％；

(2)步骤(1)3D打印完成后，先对零件进行清粉处理，然后对零件和支撑结构2进行退火热处理，所述热处理的温度为320℃，再采用线切割的方式分离基板和零件；

(3)将压力为2MPa的水通入3D打印零件的内部管道结构1中，冲击3D打印零件内的支撑结构2，所述支撑结构2破碎后采用压力为2MPa的水流吹扫5min，破碎后支撑结构2从零件内部管道结构1中排出。

实施例6：

本实施例提供了一种零件内支撑结构的3D打印及去除方法，所述支撑结构为实施例2中的支撑结构，所述方法包括以下步骤：

(1)将所述3D打印零件和支撑结构2的结构模型参数输入3D打印设备内，同时进行3D打印零件和支撑结构2的3D打印成形；

其中，所述零件和支撑结构2的材质为铝，3D打印前先将基板温度预热至200℃，所述支撑结构2打印时的激光功率为200W，激光扫描速度为3400mm/s，激光光斑直径为50μm，铺粉厚度为100μm；所述零件打印时的激光功率为500W，激光扫描速度为2400mm/s，激光光斑直径为60μm，铺粉厚度为50μm，打印仓内的氧气体积含量控制为0.09％；

(2)步骤(1)3D打印完成后，先对零件进行清粉处理，然后对零件和支撑结构2进行退火热处理，所述热处理的温度为180℃，再采用线切割的方式分离基板和零件；

(3)将压力为10MPa的水通入3D打印零件的内部管道结构1中，冲击3D打印零件内的支撑结构2，所述支撑结构2破碎后采用压力为10MPa的空气吹扫20min，破碎后支撑结构2从零件内部管道结构1中排出。

采用实施例4-6中的方法制备3D打印零件的过程中，零件和支撑结构同时打印，完成后内部的支撑结构可以快速去除，去除方式简单，操作简便，即提供了一种难以用支撑去除工具去除内部支撑结构的零件的新的制备方式，解决了该种结构的零件无法采用3D打印法制备的问题。

对比例1：

本对比例提供了一种3D打印零件内的支撑结构，所述支撑结构参照实施例1中的支撑结构，区别仅在于：所述支撑结构2的横截面尺寸保持一致，不随高度变化。

本对比例中，由于支撑结构的横截面尺寸随纵向高度不发生变化，其顶端与悬空端点部位的接触面积较大，后期去除时难度较大，需要更高的压力，或者支撑结构去除不完全，影响零件的使用。

对比例2：

本对比例提供了一种零件内支撑结构的3D打印及去除方法，所述方法参照实施例4中的方法，区别仅在于：步骤(1)中零件的打印参数保持不变，而支撑结构2的打印参数调整为与零件的打印参数相同。

本对比例中，由于支撑结构和零件的激光打印参数设置相同，支撑结构的强度较高，难以采用气流或水流将其击碎，造成支撑结构难以去除，如无法使用现有的支撑工具去除，则该零件无法用3D打印的方法制备。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细结构与方法，但本发明并不局限于上述详细结构与方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细结构与方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明结构的等效替换及辅助结构的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种3D打印零件内的支撑结构，其特征在于，所述3D打印零件具有内部管道结构，所述内部管道结构的悬空端点部位下方设置支撑结构；

所述支撑结构包括纵向平行排列的柱形体或十字形片体，所述支撑结构的顶端部位的尺寸由下至上逐渐减小。

2.根据权利要求1所述的支撑结构，其特征在于，所述内部管道结构的悬空端点部位位于管道的转折连接处；

优选地，所述管道向下延伸形成转折连接处；

优选地，所述悬空端点部位的顶点处设置一支柱形体或十字形片体，或所述悬空端点部位的顶边处设置一排柱形体或十字形片体；

优选地，所述悬空端点部位的顶点周围或顶边两侧对称设置柱形体或十字形片体。

3.根据权利要求1或2所述的支撑结构，其特征在于，所述柱形体的顶端部位呈圆台形或棱台形；

优选地，相邻两排柱形体错开设置，相间排列的两排柱形体重叠设置；

优选地，同一排柱形体中相邻两支柱形体的距离相同；

优选地，同一排中相邻两支柱形体的中心点的间距为1～3mm；

优选地，所述柱形体的顶端部位的上截面尺寸为0.5～1mm，下截面尺寸为0.8～1.8mm，顶端部位的高度为0.2～1mm。

4.根据权利要求1-3任一项所述的支撑结构，其特征在于，所述十字形片体中两个片体的夹角为80～100度；

优选地，相邻两排十字形片体错开设置，相间排列的两排十字形片体重叠设置；

优选地，同一排十字形片体中相邻两个十字形片体的距离相同；

优选地，同一排中相邻两个十字形片体的中心点的间距为1～3mm；

优选地，所述十字形片体的顶端部位的上端片体宽度为0.5～1mm，下端片体宽度为0.8～1.8mm，顶端部位的高度为0.2～1mm。

5.根据权利要求1-4任一项所述的支撑结构的3D打印方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)将权利要求1-4任一项所述的3D打印零件和支撑结构的模型参数输入3D打印设备内，同时进行3D打印零件和支撑结构的3D打印成形；

其中，所述零件和支撑结构的打印参数设置不同，所述支撑结构打印时的激光功率小于零件的激光功率，所述支撑结构打印时的激光扫描速度大于零件的激光扫描速度；

(2)步骤(1)3D打印完成后，对零件和支撑结构进行热处理。

6.根据权利要求5所述的3D打印方法，其特征在于，步骤(1)所述3D打印零件和支撑结构的材质相同；

优选地，所述3D打印零件和支撑结构的材质包括铝和/或铝合金；

优选地，步骤(1)所述3D打印前，先将基板温度预热至150～200℃；

优选地，步骤(1)所述支撑结构打印时的激光功率为100～200W，激光扫描速度为2000～3400mm/s，激光光斑直径为50～200μm；

优选地，步骤(1)所述零件打印时的激光功率为350～500W，激光扫描速度为1000～2400mm/s，激光光斑直径为60～120μm。

7.根据权利要求5或6所述的3D打印方法，其特征在于，步骤(1)所述3D打印时，支撑结构的铺粉厚度为60～100μm；

优选地，步骤(1)所述3D打印时，零件的铺粉厚度为30～50μm；

优选地，步骤(1)所述3D打印时，所述3D打印设备的打印仓内的氧气体积含量控制在0.1％以下。

8.根据权利要求5-7任一项所述的3D打印方法，其特征在于，步骤(1)3D打印完成后，先对零件进行清粉处理，再进行热处理；

优选地，步骤(2)所述热处理包括退火热处理；

优选地，步骤(2)所述热处理的温度为150～320℃；

优选地，步骤(2)所述热处理后，分离基板和零件；

优选地，所述分离的方式为线切割。

9.根据权利要求1-4任一项所述的支撑结构的去除方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

将高压液体通入3D打印零件的内部管道结构中，冲击3D打印零件内的支撑结构，所述支撑结构破碎后吹扫排出。

10.根据权利要求9所述的去除方法，其特征在于，所述高压液体的压力为2～10MPa；

优选地，所述高压液体包括水；

优选地，所述吹扫采用水或气体；

优选地，所述吹扫时的压力为2～10MPa；

优选地，所述吹扫的时间为5～20min。

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