CN113976916A - 一种3d打印的支撑结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及金属增材制造技术领域，为了解决现有块状支撑强度不足及难以去除的技术问题，本发明提供了一种3D打印的支撑结构，包括支撑板，支撑板由外至内逐渐变窄，越靠近零件处厚度越小，支撑板与零件的连接处设有用于减少接触面积的第一镂空部，支撑板向两侧延伸有斜向的翅板，翅板与零件顶部之间设置有细小的支撑柱。支撑板对零件顶部起支撑作用，防止零件顶部变形，支撑板由外至内逐渐变窄，可以大幅减少支撑板与零件本体的接触面积，第一镂空部进一步减少了接触面积，有利于去除支撑，为进一步增强零件顶部的变形抗力，翅板通过细小的支撑柱进行支撑，提高了支撑强度，细小的支撑柱又便于去除支撑。
Description
技术领域
本发明涉及金属增材制造技术领域，具体涉及一种3D打印的支撑结构。
背景技术
在金属激光选区熔化成形产品工艺方案设计时，针对不同结构，如悬空位置往往采取添加块状方式进行支撑，以避免产品缺量，或者无法完整成形。但对于较大应力材料或较大尺寸产品，单纯的块状支撑添加量较大，且无法满足控形要求。或者能满足控形要求，但难以去除，经常需要结合机械加工的方式进行，如此大幅增加了供应链管理难度，既不经济，又浪费工期。
由此可见，现有激光选区熔化技术存在块状支撑强度不足，添加量多，或其他支撑结构形式难以去除的弊端。
发明内容
为了解决现有块状支撑强度不足及难以去除的技术问题，本发明提供了一种3D打印的支撑结构。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种3D打印的支撑结构，包括用于连接零件顶部和侧部的支撑板，所述支撑板由外至内逐渐变窄，越靠近零件处厚度越小，所述支撑板与零件的连接处设有用于减少接触面积的第一镂空部，所述支撑板向两侧延伸有斜向的翅板，所述翅板与零件顶部之间设置有若干细小的支撑柱。该支撑板对零件顶部起支撑作用，防止零件顶部变形，支撑板由外至内逐渐变窄，可以大幅减少支撑板与零件本体的接触面积，第一镂空部进一步减少了接触面积，有利于去除支撑，为进一步增强零件顶部的变形抗力，翅板作为块状支撑的生长平台，翅板通过细小的支撑柱进行支撑，提高了支撑强度，细小的支撑柱又便于去除支撑。
优选的，所述支撑板与零件的连接处倒圆角或设为斜角，可以较好地减少接触面积。
进一步的，所述支撑柱为圆柱，所述支撑柱的直径为0.4～3mm,所述支撑柱间隔为5～20mm，所述支撑柱呈线性均匀布置或交错布置，使支撑力均衡与稳定。
进一步的，所述翅板的长度等于支撑板与翅板连接处到零件顶部的距离，所述翅板不与零件相连，增加翅板的易去除性。
进一步的，所述翅板与零件顶部的距离大于或等于5mm，所述翅板与零件侧部预留有1～3mm间隙。
优选的，所述第一镂空部为锯齿形或圆形。
优选的,所述翅板与水平面夹角≥35°，水平投影线尺寸应大于圆柱水平投影的2/3。
进一步的，所述支撑板内设置有第二镂空部，所述第二镂空部为三角形、长方形、椭圆形或圆形，可以减少重量并节约材料。
进一步的,所述支撑板远离零件的长边设置为斜角，可以减少支撑体积并节约材料。
进一步的，所述支撑板与零件的台阶部之间还设置有连接柱，用于适配存在下陷台阶的零件。
实施本发明带来的有益效果是：
该支撑板对零件顶部起支撑作用，防止零件顶部变形，支撑板由外至内逐渐变窄，可以大幅减少支撑板与零件本体的接触面积，第一镂空部进一步减少了接触面积，有利于去除支撑，为进一步增强零件顶部的变形抗力，翅板作为块状支撑的生长平台，翅板通过细小的支撑柱进行支撑，提高了支撑强度，细小的支撑柱又便于去除支撑。
附图说明
图1为本发明实施例提供的支撑状态立体图；
图2为本发明实施例提供的支撑状态主视图；
图3为本发明实施例提供的支撑状态左视图。
图中：零件10；支撑板20；翅板21；支撑柱22；第一镂空部23；第二镂空部24；连接柱25。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参阅图1至图3，一种3D打印的支撑结构，包括用于连接零件10顶部和侧部的支撑板20，所述支撑板20由外至内逐渐变窄，越靠近零件处厚度越小，所述支撑板20与零件10的连接处设有用于减少接触面积的第一镂空部23，根据圆柱水平投影大小，所述支撑板20向两侧延伸有斜向的翅板21，所述翅板21与零件10顶部之间设置有若干细小的支撑柱22。
在与本发明的搭配一个零件中，零件10上方为圆柱体，圆柱体的一侧设有板块体，圆柱体的另一侧悬空。
该支撑板20竖直放置，对零件10上悬空圆柱体的变形发挥主要作用，支撑板20的数量可以是一个、两个或多个。支撑板20由外至内逐渐变窄，可以大幅减少支撑板20与零件10本体的接触面积，第一镂空部23进一步减少了接触面积，有利于去除支撑。该翅板21的主要作用是作为块状支撑的生长平台，为进一步增强悬空圆柱体的变形抗力，在翅板21两侧添加小直径的支撑柱22，小直径的支撑柱22又便于后续去除支撑。
优选的，所述翅板21与水平面夹角≥35°，水平投影线尺寸应大于圆柱水平投影的2/3。
进一步的，为避免支撑柱22过长或难以去除。支撑柱22一端连接悬空圆柱体下圆面切向角度小于45°的区域，一端连接翅板。
优选的，支撑板20与零件10的连接处倒圆角或设为斜角，减少接触面积。
优选的，所述第一镂空部23为锯齿形或圆形。
进一步的,为减少支撑体积，根据翅板位置及尺寸，所述支撑板20远离零件10的长边设置为斜角，其角度不小于35度。
进一步的，所述支撑柱22为圆柱形，所述支撑柱的直径为0.4～3mm,所述支撑柱间隔为5～20mm，所述支撑柱22呈线性均匀布置或交错布置，使支撑力均衡与稳定。
进一步的,所述支撑板20内(非主承力部位)设置有第二镂空部24，可以减少重量并节约材料。所述第二镂空部24为三角形、长方形、椭圆形或圆形。
进一步的，为了便于去除翅板21，所述翅板21的长度等于支撑板20与翅板21连接处到零件10顶部的距离，所述翅板21不与零件20相连。
进一步的，所述翅板21与零件10顶部的距离大于或等于5mm，所述翅板与零件侧部预留有1～3mm间隙。
进一步的，考虑到零件10本体存在台阶的情形，所述支撑板20与零件10未连接的部位，即与下陷的台阶部之间还设置有连接柱25。
优选的，该连接柱25优选为圆柱，圆柱的直径0.5～3mm。为避免生产支撑，在小圆柱与支撑板及零件本体相接触部位倒圆角处理。
考虑到支撑板20其主要承力作用，对其与悬空圆柱体相接触处倒圆角处理。考虑到后续去除的便利性，圆角应不大于1mm。
实施本发明带来的有益效果是：
该支撑板对零件顶部起支撑作用，防止零件顶部变形，支撑板由外至内逐渐变窄，可以大幅减少支撑板与零件本体的接触面积，第一镂空部进一步减少了接触面积，有利于去除支撑，为进一步增强零件顶部的变形抗力，翅板作为块状支撑的生长平台，翅板通过细小的支撑柱进行支撑，细小的支撑柱又便于去除支撑。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种3D打印的支撑结构，包括用于连接零件顶部和侧部的支撑板，其特征在于，所述支撑板由外至内逐渐变窄，越靠近零件处厚度越小，所述支撑板与零件的连接处设有用于减少接触面积的第一镂空部，所述支撑板向两侧延伸有斜向的翅板，所述翅板与零件顶部之间设置有若干细小的支撑柱。
2.根据权利要求1所述的一种3D打印的支撑结构，其特征在于，所述支撑板与零件的连接处倒圆角或设为斜角。
3.根据权利要求2所述的一种3D打印的支撑结构，其特征在于，所述支撑柱为圆柱，所述支撑柱的直径为0.4～3mm,所述支撑柱间隔为5～20mm，所述支撑柱呈线性均匀布置或交错布置。
4.根据权利要求3所述的一种3D打印的支撑结构，其特征在于，所述翅板的长度等于支撑板与翅板连接处到零件顶部的距离，所述翅板不与零件相连。
5.根据权利要求4所述的一种3D打印的支撑结构，其特征在于，所述翅板与零件顶部的距离大于或等于5mm，所述翅板与零件侧部预留有1～3mm间隙。
6.根据权利要求1所述的一种3D打印的支撑结构，其特征在于，所述第一镂空部为锯齿形或圆形。
7.根据权利要求1所述的一种3D打印的支撑结构，其特征在于,所述翅板与水平面夹角≥35°，水平投影线尺寸应大于圆柱水平投影的2/3。
8.根据权利要求1所述的一种3D打印的支撑结构，其特征在于，所述支撑板内设置有第二镂空部，所述第二镂空部为三角形、长方形、椭圆形或圆形。
9.根据权利要求1所述的一种3D打印的支撑结构，其特征在于,所述支撑板远离零件的长边设置为斜角。
10.根据权利要求1至9任一项所述的一种3D打印的支撑结构，其特征在于，所述支撑板与零件的台阶部之间还设置有连接柱。
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