3D-tulostuksen tukirakenteet selitettynä (ja miten voit välttää niiden tarpeen)

Tukirakenteet voivat pilata päiväsi kahdella tavalla.

Ensimmäinen on olla käyttämättä niitä ja katsoa, kuinka tulostin pursottaa upean kaaren tyhjän päälle, jolloin muovi roikkuu siinä, mitä yhteisö anteliaasti kutsuu spagetiksi.

Toinen on käyttää niitä ja viettää neljäkymmentä minuuttia irrottamalla pihdeillä muovimetsää kappaleesta, minkä jälkeen huomaat alla olevan pinnan näyttävän siltä kuin sen kimppuun olisi hyökätty.

Molemmat johtuvat siitä, että tukirakenteita käsitellään kytkimenä, jonka napsautat päälle. Todellisuudessa ne ovat viimeinen keino, ja useimmiten parempi ratkaisu löytyy ennen kuin edes avaat tukiasetukset.

Vinkki

Lyhyt vastaus: FDM-tulostin voi rakentaa vain jonkin päälle. Pystysuunnasta mitattuna suunnilleen 45 astetta loivemmat ulokkeet tulostuvat yleensä ilman tukea, kahden ankkuroituneen pisteen väliset raot silloittuvat yleensä hyvin, ja kaikki muu tarvitsee tukirakenteen. Ennen kuin lisäät niitä, kokeile kääntää mallia, sillä suuntaus poistaa enemmän tukirakenteita kuin asetukset koskaan.

Miksi ulokkeet ylipäätään epäonnistuvat

FDM-tulostin levittää kuumaa muovia kerroksina, ja jokaisen kerroksen on nojattava alla olevaan kerrokseen. Kun alla ei ole mitään, pursotettu muovi painuu alaspäin ennen jäähtymistään.

Epäonnistuminen ei tapahdu kerralla, mikä tekee säännöstä epätarkan. Jokainen kerros on hieman edellistä leveämpi, joten loivassa kaltevuudessa suurin osa leveydestä saa tukea edelliseltä kerrokselta ja pysyy paikallaan. Jyrkemmässä kaltevuudessa alla olevaa tukea on yhä vähemmän, kunnes ulokkeen reuna käpristyy, painuu ja alkaa laahata.

45 asteen sääntö ja miksi se on vain nyrkkisääntö

Yleisen käytännön mukaan pystysuunnasta mitattuna enintään noin 45 asteen ulokkeet tulostuvat hyvin ilman tukea, ja sen jälkeen tarvitaan apua.

Se on todella hyödyllinen lähtökohta, mutta ei laki. Todellinen vastaus muuttuu seuraavien tekijöiden mukaan:

Jäähdytys. Parempi kappalejäähdytys jähmettää muovin nopeammin, ja hyvin jäähdytetty tulostin selviytyy usein jyrkemmistä kulmista.
Kerrospaksuus. Ohuemmat kerrokset ulottuvat kukin vähemmän edellisen yli, joten ohuilla kerroksilla jyrkemmät seinät onnistuvat paremmin.
Nopeus. Hitaampi tulostus ulokkeen kohdalla antaa jokaiselle kerrokselle enemmän aikaa jähmettyä.
Materiaali. PLA on tässä anteeksiantava. Muut materiaalit jäähtyvät ja käyttäytyvät eri tavoin.

Siksi rehellinen neuvo on tulostaa testi numeron luottamisen sijaan. Uloketestimalli tulostaa yhteen pieneen kappaleeseen sarjan kasvavia kulmia ja kertoo, mihin tulostimesi omalla jäähdytykselläsi ja filamentillasi todella pystyy.

Premium-sisältö

TULOSTA. LEIKKAA. KAIVERRA.

Useita formaatteja (SVG, DXF, PNG)
Koneella testatut mallit
Kaupalliset käyttöoikeudet

Selaa yli 9 000 mallia

PrintCutCarve.comin sponsoroima

Silloittaminen ei ole uloke

Silta on muovia, joka ulottuu kahden pisteen välisen aukon yli, kun molemmat pisteet ovat jo tuettuja, kuten oviaukon yläosa tai pystysuoran seinän reikä.

Silloittaminen toimii usein yllättävän hyvin, koska tulostin voi venyttää säikeen kahden ankkurin väliin ja antaa sen jäähtyä kireänä. Se ei tarvitse alapuolista tukea, ja tuen lisääminen sillan alle on yleinen tapa sotkea siisti yksityiskohta.

Uloke taas on kiinnittynyt toisesta päästä ja roikkuu toisesta päästä tyhjän päällä. Silloin tarvitaan apua.

Kaksi erilaista jännettä: 1, kahden tuen välinen silta; 2, yhdestä tuesta ulottuva uloke. Vihreät pisteet merkitsevät tuettuja päitä.

Suuntaus voittaa tukirakenteet

Tämä kannattaa sisäistää, sillä se helpottaa kaikkea muuta.

Ennen kuin otat mitään käyttöön, käännä mallia. Aseta se pystyyn, käännä se kyljelleen tai kallista sitä 45 astetta. Monet mallit, jotka tarvitsevat ilmeisessä asennossa paljon tukea, tarvitsevat toisessa asennossa lähes none.

Mieti mallia pyöritellessäsi kolmea asiaa:

Mihin tukijäljet tulevat? Tukirakenteet jättävät jälkiä. Jos kappaletta on pakko tukea jostain, sijoita jäljet pinnalle, jota kukaan ei näe.

Mihin suuntaan kuorma kohdistuu? Kerrosten välinen tartunta on heikko akseli. Rasitettava kappale kannattaa suunnata niin, että kerrokset kulkevat kuorman poikki eivätkä sen suuntaisesti.

Luoko suuntaus suuremman ongelman? Tukirakenteet poistava kääntö, joka jättää kappaleelle vain pienen kosketuspinnan alustaan, vaihtaa yhden vian toiseen.

Mallin jakaminen kahteen osaan ja liimaaminen myöhemmin on myös täysin kelvollinen ratkaisu, ja se poistaa usein kaikki tukirakenteet yhdellä kertaa.

Suunnittele uloke pois

Jos teet mallin itse, muutama tapa poistaa tukirakenteiden tarve jo ennen mallin valmistumista:

Tee viiste ulokkeen sijaan. Ulkonevan yksityiskohdan alle tehty 45 asteen viiste tulostuu ilman tukea, toisin kuin suorakulmainen hylly.

Muotoile vaakasuuntaiset reiät pisaran muotoisiksi. Pystysuoran seinän läpi kulkevan pyöreän reiän yläosa on ilman tukea. Kun yläosa muotoillaan kärjeksi, se tukee itse itsensä.

Pidä sillat lyhyinä ja ankkuroituina molemmista päistä.

Aseta tasainen pinta alaspäin aina, kun suunnittelu sallii sen.

Asetukset, jotka ratkaisevat irtoamisen

Jos tukirakenteita ei voi välttää, muutama asetus erottaa toisistaan "napsahtaa irti yhtenä kappaleena" ja "arkeologisen kaivauksen".

Asetus	Mitä se tekee	Käytännön vaikutus
Z-etäisyys (yläetäisyys)	Tuen ja sen yläpuolella olevan kappaleen välinen rako	Tärkein asetus. Liian pieni etäisyys hitsaa ne yhteen, liian suuri saa ulokkeen painumaan
XY-etäisyys	Tuen ja kappaleen seinämien välinen vaakasuora rako	Estää tukia sulautumasta pystypintoihin
Liitäntäkerrokset	Tiivis lautta suoraan kappaleen alla	Parempi pinnanlaatu, vaikeampi irrottaa
Tiheys	Kuinka paljon materiaalia tukirungossa on	Suurempi tiheys lisää vakautta ja irrotettavaa materiaalia
Kuvio	Sisäinen geometria	Vaikuttaa sekä vakauteen että irtoamiseen

Z-etäisyys on hyvä lähtökohta säätämiselle, ja se vaikuttaa kerrospaksuuteen. Siksi jonkun toisen profiilista kopioitu arvo käyttäytyy usein eri tavalla omassa tulostimessasi. Aseta se kerrospaksuuden kerrannaisena absoluuttisen luvun sijaan, niin se toimii paremmin eri profiilien välillä.

Normaalit vai puumaiset tukirakenteet

Useimmat viipalointiohjelmat tarjoavat molemmat.

Normaalit tukirakenteet rakentuvat suoraan alustalta tai kappaleesta kiinteänä lohkona tuettavan kohdan alle. Ne ovat ennakoitavia ja vakaita, mutta käyttävät enemmän materiaalia ja koskettavat suurempaa pinta-alaa.

Puumaiset tukirakenteet kasvavat oksina, jotka ulottuvat koskettamaan vain niitä tiettyjä pisteitä, jotka tarvitsevat tukea. Ne käyttävät vähemmän materiaalia, jättävät paljon vähemmän jälkiä ja sopivat erinomaisesti orgaanisiin muotoihin ja figuureihin. Ne ovat epäluotettavampia suurten tasaisten ulokkeiden alla, joissa kiinteä lohko yksinkertaisesti toimii paremmin.

Voit myös valita, tuetaanko kaikkialla vai vain tulostusalustalta. Vain tulostusalustalta -asetus estää tukien rakentamisen itse mallin päälle, mikä pitää ne poissa sisäisistä yksityiskohdista mutta jättää jotkin ulokkeet ilman tukea.

Vinkki

Tulosta sama malli kerran puumaisilla ja kerran normaaleilla tukirakenteilla, kun kokeilet ensimmäistä kertaa uutta muotoluokkaa. Kymmenen minuutin vertailu opettaa, kumpaa kannattaa käyttää, paremmin kuin mikään opas, ja tulos koskee juuri kyseistä muotoa eikä ole yleispätevä.

Irrota tukirakenteet rikkomatta kappaletta

Työskentele kappaleen ollessa lämmin, jos mahdollista. Tukirakenteet irtoavat helpommin heti tulostuksen päätyttyä.

Käytä sivuleikkureita, älä sormia, kun kosketuspiste on pieni. Tukien repiminen irti vetää alla olevaa pintaa.

Etene ulkoa sisään. Poista ensin suurin massa ja käsittele sitten pinnan lähellä olevat pienet osat pinseteillä tai askarteluveitsellä.

Varaudu jälkiin. Täydellisetkin asetukset jättävät hieman karheamman tekstuurin kohtiin, joissa tukirakenteet koskettivat. Kevyt hionta poistaa suurimman osan jäljistä, ja suuntaus pitää ne poissa tärkeiltä pinnoilta.

Liukenevia tukimateriaaleja on olemassa monimateriaalitulostimissa, joissa toinen materiaali liukenee veteen. Se on siistein saatavilla oleva lopputulos, mutta vaatii toisen ekstruuderin ja tulostusaikaa.

Tuetun alapinnan tekstuuri poikkeaa ylä- ja sivuseinämistä. Jätä puhdistukselle tilaa, jos pinta jää näkyviin.

Kun jokin menee silti pieleen

Oire	Todennäköinen syy	Korjaus
Tukirakenteet ovat hitsautuneet kappaleeseen	Z-etäisyys on liian pieni	Kasvata Z-etäisyyttä kerrospaksuuden kerrannaisina
Uloke painuu edelleen tukien päälle	Z-etäisyys on liian suuri	Pienennä etäisyyttä ja tarkista jäähdytys
Tukirakenteet kaatuvat kesken tulostuksen	Tiheys on liian pieni tai torni on hyvin korkea ja ohut	Lisää tiheyttä tai suuntaa malli uudelleen tukirakenteen lyhentämiseksi
Ulokkeen alla on karkea, kuoppainen pinta	Normaalit tukirakenteet ja tiivis liitäntä	Kokeile puumaisia tukirakenteita tai hyväksy jäljet ja hio ne
Tukirakenteita on saavuttamattomassa reiässä	Tuki kaikkialla	Vaihda vain tulostusalustalta -asetukseen tai suunnittele reikä uudelleen

3D-tulostuksen vianmääritysoppaamme käsittelee viat, jotka eivät liity tukirakenteisiin, ja aloittelijan opas käsittelee kaiken tämän perustana olevat asiat.

Usein kysyttyä

Milloin 3D-tulostuksessa tarvitaan tukirakenteita?

Kun jokin yksityiskohta ulottuu pystysuunnasta mitattuna yli noin 45 astetta eikä sen alla ole mitään. Kahden ankkuroituneen pisteen väliset sillat eivät yleensä tarvitse tukea, ja loivemmat ulokkeet tulostuvat yleensä hyvin.

Ovatko puumaiset tukirakenteet parempia kuin normaalit?

Ne käyttävät vähemmän materiaalia ja jättävät vähemmän jälkiä, joten ne sopivat orgaanisiin muotoihin ja figuureihin. Normaalit tukirakenteet ovat luotettavampia suurten tasaisten ulokkeiden alla. Kumpikaan ei ole kaikkialla parempi.

Miksi tukirakenteet sulautuvat tulosteeseen?

Tuen Z-etäisyys on liian pieni. Kasvata sitä mieluiten kerrospaksuuden kerrannaisena, älä toisesta profiilista kopioituna kiinteänä lukuna.

Voinko välttää tukirakenteet kokonaan?

Usein voit. Mallin kääntäminen, jakaminen osiin, ulokkeiden alapuolten viistäminen ja vaakasuuntaisten reikien muotoilu pisaran muotoisiksi poistavat tukirakenteet monista kappaleista.

Jättävätkö tukirakenteet jälkiä?

Kyllä, aina jossain määrin. Tavoitteena on sijoittaa jäljet pinnalle, jota kukaan ei näe. Se on suuntauspäätös, ei asetusratkaisu.

Mikä on 45 asteen sääntö?

Nyrkkisääntö, jonka mukaan pystysuunnasta mitattuna enintään noin 45 asteen ulokkeet tulostuvat ilman tukea. Todellinen rajasi riippuu jäähdytyksestä, kerrospaksuudesta, nopeudesta ja materiaalista, joten tulosta uloketesti oman rajasi selvittämiseksi.

Tulosta yksi uloketesti

Ennen seuraavaa huolta aiheuttavaa mallia tulosta pieni uloketesti: kappale, jossa on sarja kasvavia kulmia.

Saat fyysisen kappaleen, joka kertoo, missä kohtaa tulostimesi todella lakkaa selviytymästä. Sen jälkeen kysymykseen "tarvitseeko tämä tukirakenteita" voi vastata katsomalla mallia ja vertaamalla sitä, eikä arvaamalla ja odottamalla yhdeksänkymmentä minuuttia.

Jos malli on muodossa, jota viipalointiohjelmasi ei avaa, File Converter käsittelee STL-, OBJ- ja 3MF-muunnokset ilman krediittikuluja, mutta tuloksen lataaminen edellyttää maksullista tilausta. Jos taas katsot kappaletta etkä tiedä, miten se pitäisi suunnata, Craft Chat auttaa käymään asian läpi kanssasi ilmaiseksi tililläsi.