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2020-01-03 【3D列印知識】支撐效果比一比，哪種方法適合你？

【3D列印知識】支撐效果比一比，哪種方法適合你？

先前曾為各位介紹過三種3D列印技術(shù)比較後，獲得大家的廣大迴響；為因應各界了解3D列印技術(shù)的渴望，三帝瑪這次就帶大家了解FDM形式的「支撐結(jié)構(gòu)」有哪些差異？又會影響哪些最終效果呢？（延伸閱讀：新手入門－常見3D列印技術(shù)比較及原理）

基本概念

由於3D列印是透過層層堆疊的方式完成物體，而材料在懸空時會往下掉，因此在懸空處增加的輔助結(jié)構(gòu)通稱為「支撐」，完成後再從本體上分離。以全可動的「巴克球」為例，3D列印的最終成品應該獲得圖中的最終效果：每一層次皆可轉(zhuǎn)動、運動順暢阻力小。

一、單噴頭 3D列印機

首先，最常見的FDM 技術(shù)在市面上主要為單噴頭及雙噴頭兩種3D列印形式，單噴頭系統(tǒng)一次僅能使用一種線材，因此支撐材料會和列印本體相同。如果以單噴頭FDM 3D列印機使用PLA材料來完成「巴克球」則會獲得如下結(jié)果，由於球體共有五層，每層間距僅0.3公分；在支撐和本體黏合緊密的狀態(tài)下，支撐幾乎難以拆除，或者會破壞物件本體。

好處是這對於大面積的結(jié)構(gòu)影響不大、拆除也算方便，例如圖中的滑雪鏡框就可以用單噴頭系統(tǒng)製作懸空部分，不過表面的光滑度及美觀性會不如雙噴頭3D列印系統(tǒng)的表現(xiàn)。

（左圖為單噴頭3D列印的滑雪鏡框，右圖為使用雙噴頭3D列印搭配水溶性支撐PVA（白色部分）的滑雪鏡框及溶解後的成品。）

二、雙噴頭 3D列印機

雙噴頭FDM 3D列印機可同時使用兩種線材，因此可以選用不同線材分別作為本體及支撐，下方的縮時攝影可以看到，在Ultimaker 的雙噴頭3D列印機中，物件的本體和支撐材料是同步列印的，支撐結(jié)構(gòu)在免費的官方軟體Ultimaker Cura中也會根據(jù)物件本體自動產(chǎn)生，無需人工建置。

常見的支撐專用材料有Breakaway及水溶性PVA，本次使用PVA作為「巴克球」的比較示範，如下圖中的綠色為PLA部分為物件本體、白色部分為水溶性支撐PVA。

白色部分為PVA，是可生物分解的水溶性材料，搭配PLA結(jié)構(gòu)本體列印後，連同本體浸入一般冷水中即可溶解（如果配置打氣筒或超音波震動增加水流可加快約兩倍速率），完成後直接取出物件清洗乾淨即可，是雙噴頭系統(tǒng)中最廣受歡迎的用法（若使用非獨立式雙噴頭3D列印機可能無法消除黏膩感）。

由於過程中對於物體表面不會造成物理性破壞，因此成品表面相較於單噴頭3D列印機更為光滑、美觀，特別適用於有精度要求的組合件、卡榫…等工業(yè)零件。

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而另一款Breakaway支撐拆解性佳且速度快，但較適合大面積拆除的物體，例如下圖中的電鑽外殼因表面有美觀性的需求，因此下方僅需使用Breakaway支撐材料輔助列印，就可以達到整塊快速拆除的效果。

三、單、雙噴頭怎麼挑？

如果預算有限，建議以最常用的3D列印物件特性作為主要依據(jù)，例如：高消耗性、結(jié)構(gòu)單純的輔助工具較適合單噴頭機種；而款式眾多、未來變動性大的樣品開發(fā)，則適合選擇雙噴頭3D列印機；或者，兩者一起使用以兼具創(chuàng)新開發(fā)與縮短生產(chǎn)時間。（延伸閱讀：直擊「Club 5-五哥毒窟」！從代理模型到改裝外銷！）

	單噴頭 3D列印機	雙噴頭 3D列印機
支撐形式	．單一材質(zhì) ．與列印本體相同（常見為PLA）	．水溶性PVA ．快拆式Breakaway ．其他雙料結(jié)合應用
適用範圍	．大面積支撐．結(jié)構(gòu)簡單．快速量產(chǎn)	．可動式結(jié)構(gòu)件．物體細節(jié)交錯．需維持精細表面

．單噴頭3D列印機：通常適合製作結(jié)構(gòu)簡單的列印物件或少量生產(chǎn)開發(fā)，價格較低。

．雙噴頭3D列印機：適用於複雜結(jié)構(gòu)、要求美觀的樣品、發(fā)展技術(shù)較新、功能較多，價格也相對較高。

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