3D 打印传送枪指南

• 1
  为什么打印道具在金属件能撑住的地方失效
• 2
  为 3D 打印传送枪选合金
• 3
  能经受打印的壁厚、孔和特征
• 4
  实际能达到的公差
• 5
  去支撑、热处理和表面处理
• 6
  按特征和用途选择工艺

道具枪失效在接合处，不在平板面上。枪管与枪身的接缝、扳机转轴和固定后盖的螺纹凸台，每次有人拿起零件都会承受载荷。熔丝打印逐层铺料，层与层之间有接缝，载荷路径会穿过薄弱平面。这正是塑料传送枪摆在架子上看着对、拿一个周末就松动的原因。

粉末床金属打印改变了载荷路径。激光把每层 20–60 μm 的粉末熔进下一层，零件是一整块连续金属截面，而不是堆叠的料珠。同一合金在打印方向上的屈服强度接近锻件值，所以打印的铝壳体可以装入钢制螺纹嵌件并保持紧固。

代价在表面和成本。金属件从基板上取下时表面哑光、略粗糙，曲面有可见的层阶梯。阶梯高度取决于层厚和面角度。30 μm 层厚在 30° 悬垂面上约产生 60 μm 台阶。在圆形枪管上，这看起来像细密的条纹纹理，直到被机加工或抛光。

• 1
  塑料路线形状好，接缝弱，螺纹强度不足。
• 2
  金属路线连续截面，能承载螺纹，可做阳极氧化。
• 3
  成本后处理占大部分工作量，不是打印本身。

铝是默认选择。AlSi10Mg 在多数激光粉末床系统上打印良好，对 350–600 mm 长的枪身有足够刚度，并能阳极氧化成这款道具标志性的蓝色和橙色。它还能让成品质量保持在合理范围，这点很重要，因为重的道具更容易被放下和摔落。

当零件会被佩戴或反复拿取时，钛 Ti-6Al-4V（TC4）是答案。它的比强度是这里可打印选项中最高，材料生物相容，皮肤接触不成问题。但它后续更难机加工，也不像铝那样容易阳极氧化出鲜艳颜色。

17-4PH 等不锈钢给出最大重量和最好的耐磨性，适合拿在手里应有分量感的展示件。它也是最重、后处理最慢的。对于既要轻又要刚的零件，打印铝枪身配机加工钢嵌件，通常比整体用一种合金打印是更好的拆分。

• 1
  AlSi10Mg打印质量、质量和阳极氧化颜色的最佳平衡。
• 2
  Ti-6Al-4V轻、强、皮肤安全；后处理更难。
• 3
  17-4PH致密耐磨；最重的选项。

可靠激光粉末床打印的最小壁厚，铝约 0.8–1.0 mm，钛约 1.0–1.5 mm。更薄的壁也能打印，但冷却时会变形，且在清粉步骤中很脆弱，技术员必须把内部空腔里的残留粉末吹出来。对于会被拿取的道具，结构壁保持在 2.0–3.0 mm，薄壁只用于外观面板。

小于 Ø1.0 mm 的孔容易闭合或尺寸偏小，因为未熔粉末和熔池边缘会减小有效直径。小孔按 Ø1.5 mm 设计，打印后钻到最终尺寸。定位销孔和转轴内孔应打印得比目标小 0.2–0.3 mm 再铰孔，这是多个零件之间保持可重复配合的唯一办法。

内部空腔需要排粉通道。任何会积粉的空腔必须至少有两个 Ø3 mm 或更大的开口，让粉末流出、喷砂介质能到达表面。封闭空腔是打印壳体在成功打印后被报废的最常见原因。把排粉孔设计在会被端盖覆盖的面上。

• 1
  壁厚铝最小 0.8–1.0 mm；拿取件用 2–3 mm。
• 2
  小孔按 Ø1.5 mm 或更大打印，然后钻孔。
• 3
  空腔每个空腔至少两个 Ø3 mm 排粉孔。

激光粉末床打印在支撑良好的零件上约保持 ±0.1 mm，误差随零件长度因热收缩和残余应力而增大。这对壳体够用。对要装轴承或轴的内孔不够用，所以这些特征在打印后机加工。这与量产金属打印的原则相同：打印近净形，再切削关键的 10%。

对于关键特征，我们的加工单元保持 ±0.005 mm（±0.0002 in），精加工走刀可达 Ra 0.2–0.8 μm。打印铝枪身可在五轴加工中心上一次装夹完成枪管内孔、扳机销孔和后部螺纹的切削，使三个特征彼此同轴且垂直。

实际结果是混合零件。有机外形由打印机完成，因为刀具无法触及那些内部曲线。接口由铣床完成，因为必须精确。决定哪些特征走哪道工序，是决定道具能否一次装配成功的设计决策。

• 1
  打印态约 ±0.1 mm，长薄截面更差。
• 2
  机加工内孔、螺纹和枢轴孔 ±0.005 mm。
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  混合原则打印外形，切削接口。

去支撑是打印件最容易受损的环节。支撑用手工或线切割去除，再磨平接触痕。薄壁外观件应把支撑接触点规划在隐藏面，让痕迹落在端盖或握把能遮住的位置。

接下来是去应力。在合金固溶温度以下做热循环，释放快速冷却留下的残余应力，防止零件在后续加工中变形。跳过这一步，长枪管在首次切削打破应力平衡后可能弯曲 0.2–0.3 mm。

表面处理决定零件观感。喷砂给出均匀哑光面，掩盖轻微台阶纹。抛光到镜面耗时更长，且会暴露任何亚表面孔隙。铝件标准路线是阳极氧化，可选透明、着色或硬质氧化，硬质氧化能真正提升握持面的耐磨性。激光打标可做序列号和小图形，最小字符高度 1.5 mm。

• 1
  支撑痕接触点放在隐藏面。
• 2
  去应力任何切削前先做。
• 3
  喷砂最快获得均匀哑光外观。
• 4
  阳极氧化铝件可着色、透明或硬质氧化。