潮科技美国公司「VELO3D」创始无需支撑的金属3D打印技能大幅削减后期处理完成高质的表面光洁度

编者按：本文来自微信公众号“南极熊3D打印”（ID： dddyin），作者@南极熊3D打印，原文题目《无需支撑！VELO 3D金属3D打印技术意义重大》，36氪经授权发布，略有删减。

导读：使用过3D打印机的肯定都知道，当打印的组件具有比较小的倾角或者悬空结构时，都需要添加支撑结构，才能确保顺利的打印。在金属3D打印中，支撑结构特别的重要，但是支撑结构的存在同时也带来了一系列的问题，比如浪费材料，需要后处理等等。

2019年1月6日，一家名为VELO 3D的美国公司，研发出无需支撑的金属3D打印技术。VELO 3D的创始人Benny Buller对金属3D打印行业进行了分析之后，开发了Intelligent Fusion™技术和全面的金属增材制造套件（包括Flow™预印软件和革命性的新Sapphire®系统）。

金属增材制造或3D打印，主要是熔池快速凝固的焊接工艺。在凝固和冷却过程中，零件承受热应力和残余应力。支撑有两个作用：一是用作锚定固件，以限制零件并防止零件因热变形而移动；二是使热量传递。临时支撑结构在直接能量沉积（DED）和传统粉末床熔合（PBF）中是一个不便的必要条件，并且经常有必要进行后期加工操作。后处理会增加成本和时间延迟。更重要的是，它限制了这种新制造方法的设计自由度。

△视频实拍

VELO 3D凭借其独特的能力使得现有的粉末床熔融解决方案，可在无支撑的情况下打印小倾角的结构，并且内管直径最大可达100mm。这不仅消除了后处理，而且还克服了“ 45度法则”，即小于45度角需要加支撑的限制。

几十年来，金属3D打印一直依靠支撑结构将零件锚固到构建板上并进行热管理。人们依靠支撑来协助构建小于45度倾角的结构。目前VELO 3D目前能做到：不需要支撑结构，大幅减少后期处理了，能轻松实现高质量的表面光洁度。

而且，VELO 3D能在没有支撑的情况下打印大内径的结构，并且具有高质量的表面光洁度。VELO3D SupportFree功能通过利用过程仿真，特定功能的处理，闭环熔池控制和非接触式铺粉机，VELO 3D减少了内部几何结构对支撑结构的依赖。VELO 3D最大可以支持100mm内径结构，能够打印歧管，蜗壳，分频器等。

此外，VELO 3D还是打印那些高纵横比的结构，就是很高但不是很宽的特征。在许多热交换器的零件上很常见。它们具有大而薄的表面，可以轻松又有效地在整个界面上传递热量。但是，高纵横比的结构由于固有的机械稳定性不足而在构建零件时会面临挑战，这使得它们在接触时相对容易弯曲或折断。目前的金属3D打印机能做到高宽比为8:1，而VELO 3D却能做到3000：1，可以用于热交换器等组件。VELO3D的终极目标是提供完全无需支撑的金属3D打印，零件甚至不需要固定在底板上，这样就能轻松实现更加自由的排版，打印出具有复杂晶格结构的组件。

VELO 3D具体在技术环节做了哪些改进，使得能轻松实现无支撑的打印，请观看视频或下载文末的白皮书。

△视频

白皮书：WP_IntelligentFusion.EN_.20180817.v1-0.U.USL_-1.pdf(250.83 KB, 点击下载)