技术突破|无支撑金属3D打印：金石三维开发出普适性方法

在传统SLM金属3D打印工艺中，支撑结构是成功生产3D打印部件不可或缺的部分。

目前，SLM金属3D打印公认的自成形角度通常为45°，当成形角度低于45°时便需要添加支撑结构来辅助散热，以及防止打印过程中因热应力收缩导致的翘曲、变形或开裂等缺陷的形成。

尽管支撑结构在3D打印生产中非常重要，但也往往伴随着一些弊端：

 1、打印材料浪费以及提高打印成本

 2、增加打印时间和后处理时间

 3、支撑表面成形质量差

 4、复杂样件支撑去除难度大甚至无法去除

因此，如何最大限度地减少甚至去除支撑结构的使用，成为了提高金属3D打印效率的关键因素。

1、无支撑成形工艺实现重要突破

近年来，通过多年的持续研发和反复试验，金石三维核心技术团队在首席科学家杨永强教授的带领下，在无支撑金属3D打印领域取得重要突破：打破了45°的限制并开发出具有普遍适用性的无支撑低角度成形方法，实现大悬垂区域工业零件的有效成形，目前已成功打印最低角度为15°的无支撑金属叶轮等样件，为多个行业提供应用方案。

2024年2月，金石三维核心科研团队——华南理工大学杨永强教授和王迪教授等在《中国激光》期刊联合发表了题为《激光选区熔化成形低角度无支撑结构的方法与工艺研究》的特邀论文，对无支撑金属打印的成形机理、样件表面质量以及成形方法的适用性进行了探究，同时使用实际工业零件进行了打印验证。

图1：杨永强教授和王迪教授等发表的文章

金石三维的无支撑打印技术，突破了传统成形工艺的限制，显著提高了打印成功率和材料利用率，大幅减少了后处理工作量，同时也提高了设计自由度，降低生产成本。

2、金石三维低角度无支撑工艺应用案例

图2：金石三维团队低角度打印的样件

图3：低角度打印样件

图7：低角度打印样件

图8：低角度成型的叶轮

未来，金石三维将继续深耕无支撑3D打印技术，为复杂零件的成形工艺创造更多的可能性，推动增材制造在更多领域实现产业化应用。