金屬3D打印設計指南：不銹鋼316L舉例

魔猴君  知識堂   311天前

魔猴網和大家分享金屬3D打印設計指南，以不銹鋼316L材質為例，講解3D打印模型設計相關知識點。

一般準則

1、壁厚

在3D打印中，壁厚是指模型的一個表面與相對的純粹表面之間的距離。對于標準級，可以使用的最小壁厚為1毫米；對于性能等級，最小壁厚為0.8毫米。然而，適用的最小壁厚可能會有所不同，因為它取決于零件的幾何形狀和尺寸等因素。因此，我們建議使用2毫米的厚度來創建結構墻或功能。

沒有最大壁厚限制，但請記住，較厚的區域可能會增加零件的應力，從而導致變形并可能導致構建過程不穩定。

2、詳細尺寸

使用不銹鋼(SS316L)進行3D打印時，可以實現非常精細的細節（小至0.5毫米）。細節尺寸是指模型表面與細節表面之間的距離。

浮雕和雕刻文本也被視為細節，但由于打印適性和可讀性很大程度上取決于打印方向，因此我們只能為浮雕和雕刻文本提供一般指導；使用高度和深度為0.5毫米的Arial 20 pt。

由于很難預測所有可能字體的結果，Arial 20 pt對應于線條粗細為0.7毫米、最小整體文本高度為5毫米的字符。

3、表面質量和方向

零件的構建方向對表面質量有很大影響，因為它定義了零件表面相對于水平面或構建板的方向。相對于打印平臺板測量的角度(β)小于45°往往會導致表面質量較差，而大于45°的陡角可能會產生更好、更光滑的表面。懸垂結構（例如桌子的底面）的表面質量可能較差。

4、熱致應力

3D打印不銹鋼，這基本上是一種分層焊接工藝。當熔化的粉末冷卻時，層狀粉末熔化及其凝固會導致熱致應力。

不適合金屬3D打印的設計可能會因較大的熱感應應力而導致構建失敗和/或零件變形。因此，在設計零件時必須考慮特定于工藝的限制。我們建議您對設計中的邊緣進行倒圓或圓角處理，最小半徑為3毫米。另外，出于同樣的原因，請避免使用鋒利的邊緣。盡量避免大量材料堆積，并且一般來說，傾向于有機形狀而不是邊緣設計。

5、尺寸精度

尺寸精度與模型的細節無關，而是與標稱測量值的偏差有關。3D打印金屬的一般精度優于或等于DIN EN ISO 8062-3:2008-09尺寸在0.5至30 mm之間的行業標準DCTG 6，以及DIN EN ISO 8062-3:2008-的DCTG 8 09適用于30至400 mm的尺寸，DIN ISO 2768-1 c（粗）適用于0.5 mm至400 mm的尺寸。

6、支撐

金屬3D打印是一種分層制造工藝。該零件是根據數字文件逐層構建的。根據零件表面的方向，可能需要支撐結構，并且還必須在制造過程中進行打印。

支撐結構在打印過程中使您的模型牢固地連接到構建平臺并吸收內部應力，同時還防止零件變形。相對于構建平臺的角度低于45°的墻壁或懸挑通常需要支撐，否則會導致構建錯誤。成功構建零件后，移除支撐并對零件進行噴砂。一些被移除的支撐結構的證據可能仍然可見。

7、除粉

制作空心模型時，重要的是在設計中至少包含一個孔，以便清除空腔內殘留的未使用的粉末。盡量使用最小壁厚為1毫米，并至少保留一個最小直徑為3毫米的開口。該開口將作為打印部件內未使用粉末的出口。較大且復雜的型腔需要多個直徑較大的孔，最好是7毫米。

模型中心的孔通常是最好的，因為它們可以去除大部分粉末。必須避免中空部件截面中的粉末陷阱，以便完全去除中空截面內的粉末。

盡管打印過程本身允許我們生產氣密或水密的物品，但我們不能保證打印部件的氣密或水密，因為這取決于比壁厚和施加的壓力更多的因素。因此，我們建議測試您個人應用程序的功能。請注意，使用性能級不銹鋼(SS316L)進行打印將提供最低的孔隙率。

8、洞

建議的最小孔直徑為2毫米。這是去除內部粉末所需的最小直徑；如果孔較小，粉末將卡在幾何形狀內。復雜且不規則形狀的孔或內部空間我們不可能完全檢查或清除粉末。

內部通道越長、越復雜，必須保持的最小直徑就越大。因此，在這種情況下，無法始終保證打印結果符合CAD幾何形狀。我們強烈建議您避免在金屬3D打印中設計較長的內部通道。

對于公差要求較高的孔，我們建議提供偏移或完全封閉孔以進行打印。隨后可以對零件進行后加工，以確保孔符合零件的特定要求

編譯整理：materialise