3D 打印为人们在自己的工作室中打开了一个充满创造的新世界。您可以制作简单的小玩意、复杂的模型,以及传统制造方法完全无法实现的东西。组件一个模型,将其形象化,然后变为眼前的现实,这种能力实在妙不可言。
突然之间,匹配度和间隙的测试只需几小时,而不是几天。最近,美国航空航天局打印了一个具有蜂窝状内部结构的火箭喷管,在不牺牲部件抗强张力能力的前提下显著降低了重量。如果使用的是传统的铣床制造工艺,实现的难度就要高得多了。
今天,我想向您展示一个技巧,用于处理包括很多出挑和方向变化的复杂形状。这也是为了找个理由来打印一架宇宙飞船。我将在我们实验室中的 Lulzbot Taz5 上打印这些模型,但如果您想先尝试一个较小但同样好用的产品,请看看占用桌面空间更小的Taz Mini。
对于这样复杂的模型,您可以通过三种不同的方式来处理。第一种方法是利用支撑结构来支撑出挑。很多您用来生成打印机所用 G 代码的软件都有自动向所需之处添加支撑的能力。基于您的打印机和材料,您可以配置接受什么出挑以及什么需要支撑。完成打印后,您再取消支撑,清理模型。付出一点努力,您就能获得一个挺不错的表面,但需要在打印完成后花些时间。以下是一份来自 CURA 版 Lulzbot 的渲染图,其中的支撑结构显示为蓝色。这些支撑很复杂,需要花不少时间和精力来清理,才能在底面获得一个光滑面。

另一种方法是支撑法的延伸。如果您有一台 3D 打印机和两台挤出机,您就能同时打印两种材料。有一些专门用来在支撑系统中使用的材料,它们很容易溶解于 PVA 或 HIPS 等其它化学溶液中。这个过程可能比较花时间,而且可能需要您保持液体温暖并定期搅动。但一旦完成,您就能获得一个漂亮的表面件,而无需在打印后进行大量工作。当然,您必须要有一台双挤出机的打印机。我们手头并没有双挤出机的打印机,因此就只能使用第三种方法了。
我要讲的最后一种方法是我在打印复杂模型时通常使用的。我将模型分成多个部分,然后再组装起来。对于很多模型,您都可以看到一些分割线,将该模型分割成多个仅需极少(甚至无需)支撑结构的部分。对于这架飞船,一些部分分开打印更合理,可以重新调整以减少出挑。在下图中,您可以看到我作出的分割,以及这样的分割如何让我无需打印支撑结构。我将机翼拆了下来,以便竖直打印,还将主体分成两半,让天线能够直立。