[实用新型]一种熔积成型三维打印的支撑模块

说明书

技术领域

本实用新型涉及熔积成型三维打印(FDM)领域，特别涉及一种熔积成型三维打印的支撑模块及其生成方法以及使用该支撑模块的进行打印的模型的三维打印方法。

背景技术

熔积成型三维打印(FDM)技术是指将打印材料加热到某一超过材料熔点的温度之后，材料熔化为粘性半液态。通过喷嘴挤出打印材料，接触到平台或者之前打印的材料后降温凝固，形成一层固体。在程序的控制下，反复这一过程，一层一层堆叠出要求的三维模型的固体结构。

由熔积成型三维打印(FDM)的特性所致，当需要打印的模型中存在悬空部时(模型中的某一部分之下是空的，如桥梁)，熔化材料挤出后无处固着也就无法成形，为了解决该问题，一般会采取添加支撑模块的方法。支撑模块独立于需打印的模型，为需打印的模型的悬空部提供固着点。模型打印完成后，悬空部凝固为固体，此时便可将支撑模块去除。

支撑模块必需满足两个条件，一是结构稳固，能为需打印的模型的悬空部提供足够且稳定的支撑力；二是易于去除，不能与需打印的模型粘合太紧，以致模型凝固后无法剥离。

现有的支撑模块一般分为点支撑、线支撑和面支撑等方法：

点支撑是通过既定算法或人工的方式指定需打印的模型中最容易坍塌的点(比如某些需打印模型的局部最低点)，生成柱状支撑模块。该支撑方法可以以最少的结构达到支撑效果，也最容易剥离。但这种支撑方法通常需要人工干预，自动算法容易遗漏需要支撑的点，且不论自动还是人工的方式，一旦遗漏了需要支撑的点，整个需打印模型都有可能会受到影响。

线支撑是通过既定算法将需打印的模型中所有悬空的部分的下方以线形填充的方式打印生成片状支撑模块。线支撑的好处是生成过程完全不需要人工干预，也不会发生遗漏的情况。但是相比点支撑，线支撑需要打印更多的支撑模块，而且其自动生成的填充线也不一定正好能撑到最需要的点。

面支撑是上述线支撑基础上的改进，其具有两种实现方法，一种是直接增加线支撑填充线数量，直到线与线之间没有空隙。另一种是通过既定算法计算出当前的线支撑的支撑模块中哪些区域是确实与需打印的模型相接触，将这些区域打印成面，剩余的区域仍然以线的方式打印。相对于线支撑，面支撑的支撑模块更加稳固，需打印模型与支撑模块接触的表面更加密实平整。但由于使用面支撑打印形成的模型与其支撑模块的接触点更多，模型与支撑之间粘合也更紧密，更加不容易去除。

请一并参见图1和图2，其分别示出了理想状态下的熔积成型三维打印的支撑模块以及模型打印成型后的纵截面剖视图以及现有技术的一种熔积成型三维打印的支撑模块以及模型打印成型后的纵截面剖视图。如图1和图2所示，支撑模块1’设置于模型2’的悬空部21’的下方，用于打印过程中为悬空部21’提供固着点，支撑悬空部21’。在图1所示的理想状态下，支撑模块1’的上表面a与悬空部21’的下表面b之间存在间隙，相互之间并不粘连，以便于打印完成后去除支撑模块1’。而由于实际打印过程中会存在误差，如图2所示，支撑模块1’的上表面a和悬空部21’的下表面b之间会凹凸不平，发生面与面之间个别点的粘连，粘连点3’的数量直接决定了支撑模块1’与模型2’的粘合程度，粘连点3’越多，支撑模块1’越难以去除。

因此，本实用新型的目的就是要在不减低面支撑和线支撑的支撑稳定性的基础上，使支撑模块更加容易去除。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供熔积成型三维打印的支撑模块，该支撑模块相较于以往的支撑模块，能够在保持支撑的性能的同时，更加易于从模型的悬空部去除。

根据本实用新型的一个方面提供一种熔积成型三维打印的支撑模块，用于支撑需三维打印的模型的悬空部，其特征在于，所述支撑模块包括相互间隔排布的多个支撑单元，以对一个所述悬空部提供多个固着点。

优选地，所述支撑模块的横截面的形状和尺寸与所述悬空部在该横截面所在平面内的横向投影的轮廓相同。

优选地，每个未与所述轮廓相交的所述支撑单元的横截面均为六角形，且所述支撑单元之间呈蜂窝状排布。

优选地，每个未与所述轮廓相交的所述支撑单元的横截面均为矩形，且所述支撑单元之间呈矩阵排布。

优选地，每个未与所述轮廓相交的所述支撑单元的横截面均为三角形，且相邻的所述支撑单元之间呈正反相间设置。

优选地，所述支撑单元由热塑性材料制成。