【3D打印机原理】（二）支撑结构

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要想灵活使用3D打印机，就必须事先了解支撑结构。由于是采用将截面逐层堆叠这一工作方式，因此必须要有支撑结构为模型部分提供支撑（图2）。从易用性的角度出发，使用者必须事先了解去除支撑物的麻烦程度。基本上，3D打印机都使用不同的材料作为模型材料和支撑材料，以便轻松去除支撑材料。激光扫描光硬化型树脂液面位置的RP（快速成型）装置的立体模型与支撑部分采用相同材料。因此，为了方便去除，需要采用缩小立体模型与支撑部分的边界面等方法。

图2：必须使用支撑结构的理由 因为是自下而上一层层堆叠截面，所以，在制作有悬空部分和有从中间开始出现的形状时，就需要利用支撑结构提供支撑。

喷射模型材料的3D打印方式在造型时，要选择与模型材料不同的材料作为支撑材料。Objet的产品采用凝胶状材料作为支撑材料，造型后可以用水冲掉。Stratasys的部分产品使用的是可溶于碱性溶液的支撑材料，而3D Systems的ProJet则是使用可溶于酒精的支撑材料。

作为新方法，基恩士2011年11月推出的“Agilista”成为了业界关注的焦点。该产品使用的支撑材料用自来水即可冲掉（图3）。只需将造型品泡在水里就能去除支撑部分，因为无需施加太大的力，所以模型的微细部分被破坏的危险性也很小。

实际操作时，先用指尖除掉支撑材料较厚的部分再泡入水中，可以缩短处理时间。泡在水里时，轻轻涮洗、或用流水冲刷都可缩短支撑部分溶解的时间。用于去除支撑材料的水可重复使用。各地政府的废水处理规定各不相同，废水不可以无条件排放，要视最终浓度等而定。

图3：可溶于水的支撑部分 基恩士的“Agilista”使用水溶性树脂（颜色为乳白色）作为支撑材料（a）。因为只需泡在自来水中即可溶解，所以无需施加太大的力即可去除微细部分的支撑材料（b）。

另一方面，粉末硬化式3D打印不需要另行制作支撑部分，而是用没有作为立体模型硬化的粉末来发挥支撑作用。只要拿起做好的立体模型，未硬化的粉末就会掉落。结构复杂的部分和附着在表面的残留粉末只需使用压缩空气吹掉即可。（日经技术在线！ 供稿）