金属3D打印设计指南：不锈钢316L举例

魔猴君  知识堂   103天前

魔猴网和大家分享金属3D打印设计指南，以不锈钢316L材质为例，讲解3D打印模型设计相关知识点。

一般准则

1、壁厚

在3D打印中，壁厚是指模型的一个表面与相对的纯粹表面之间的距离。对于标准级，可以使用的最小壁厚为1毫米；对于性能等级，最小壁厚为0.8毫米。然而，适用的最小壁厚可能会有所不同，因为它取决于零件的几何形状和尺寸等因素。因此，我们建议使用2毫米的厚度来创建结构墙或功能。

没有最大壁厚限制，但请记住，较厚的区域可能会增加零件的应力，从而导致变形并可能导致构建过程不稳定。

2、详细尺寸

使用不锈钢(SS316L)进行3D打印时，可以实现非常精细的细节（小至0.5毫米）。细节尺寸是指模型表面与细节表面之间的距离。

浮雕和雕刻文本也被视为细节，但由于打印适性和可读性很大程度上取决于打印方向，因此我们只能为浮雕和雕刻文本提供一般指导；使用高度和深度为0.5毫米的Arial 20 pt。

由于很难预测所有可能字体的结果，Arial 20 pt对应于线条粗细为0.7毫米、最小整体文本高度为5毫米的字符。

3、表面质量和方向

零件的构建方向对表面质量有很大影响，因为它定义了零件表面相对于水平面或构建板的方向。相对于打印平台板测量的角度(β)小于45°往往会导致表面质量较差，而大于45°的陡角可能会产生更好、更光滑的表面。悬垂结构（例如桌子的底面）的表面质量可能较差。

4、热致应力

3D打印不锈钢，这基本上是一种分层焊接工艺。当熔化的粉末冷却时，层状粉末熔化及其凝固会导致热致应力。

不适合金属3D打印的设计可能会因较大的热感应应力而导致构建失败和/或零件变形。因此，在设计零件时必须考虑特定于工艺的限制。我们建议您对设计中的边缘进行倒圆或圆角处理，最小半径为3毫米。另外，出于同样的原因，请避免使用锋利的边缘。尽量避免大量材料堆积，并且一般来说，倾向于有机形状而不是边缘设计。

5、尺寸精度

尺寸精度与模型的细节无关，而是与标称测量值的偏差有关。3D打印金属的一般精度优于或等于DIN EN ISO 8062-3:2008-09尺寸在0.5至30 mm之间的行业标准DCTG 6，以及DIN EN ISO 8062-3:2008-的DCTG 8 09适用于30至400 mm的尺寸，DIN ISO 2768-1 c（粗）适用于0.5 mm至400 mm的尺寸。

6、支撑

金属3D打印是一种分层制造工艺。该零件是根据数字文件逐层构建的。根据零件表面的方向，可能需要支撑结构，并且还必须在制造过程中进行打印。

支撑结构在打印过程中使您的模型牢固地连接到构建平台并吸收内部应力，同时还防止零件变形。相对于构建平台的角度低于45°的墙壁或悬挑通常需要支撑，否则会导致构建错误。成功构建零件后，移除支撑并对零件进行喷砂。一些被移除的支撑结构的证据可能仍然可见。

7、除粉

制作空心模型时，重要的是在设计中至少包含一个孔，以便清除空腔内残留的未使用的粉末。尽量使用最小壁厚为1毫米，并至少保留一个最小直径为3毫米的开口。该开口将作为打印部件内未使用粉末的出口。较大且复杂的型腔需要多个直径较大的孔，最好是7毫米。

模型中心的孔通常是最好的，因为它们可以去除大部分粉末。必须避免中空部件截面中的粉末陷阱，以便完全去除中空截面内的粉末。

尽管打印过程本身允许我们生产气密或水密的物品，但我们不能保证打印部件的气密或水密，因为这取决于比壁厚和施加的压力更多的因素。因此，我们建议测试您个人应用程序的功能。请注意，使用性能级不锈钢(SS316L)进行打印将提供最低的孔隙率。

8、洞

建议的最小孔直径为2毫米。这是去除内部粉末所需的最小直径；如果孔较小，粉末将卡在几何形状内。复杂且不规则形状的孔或内部空间我们不可能完全检查或清除粉末。

内部通道越长、越复杂，必须保持的最小直径就越大。因此，在这种情况下，无法始终保证打印结果符合CAD几何形状。我们强烈建议您避免在金属3D打印中设计较长的内部通道。

对于公差要求较高的孔，我们建议提供偏移或完全封闭孔以进行打印。随后可以对零件进行后加工，以确保孔符合零件的特定要求

编译整理：materialise