3.2.2 支撐材料成型方法的改進
快速成型技術中制品和支撐結構一般均是從下向上逐層打印成型，如果制品有凹凸等結構，例如凸出部分，這種結構一般處在懸空狀態，需要設置支承結構，否則在打印的過程中容易產生坍塌，但是支承結構會增加制造的復雜性并且限制制品的尺寸。EP0666163A2公開了一
種利用搭接技術來成型支撐結構的方法：它通過電腦輔助系統逐層打印，擠出設備通過噴嘴擠出熔融塑料；通過控制噴頭在x－y平面內運動，從而生成CAD預設的模型中的一層，第一層完成后噴頭向上運動，完成第二層的擠出成型，直到支撐結構成型。通過搭接技術，減少支承結構材料的的使用和加工時間，并減少制件的后處理時間，并且搭界技術的運用可以直接形成二維平面，而不用分層制造之后疊加。EP1177098A1公開了一種使用3軸定位熱塑性擠出機成型支撐材料的方法，其通過逐行逐列的將液珠沉積到相鄰的液珠上，能夠保證擠出液珠的垂直高度至少與水平高度的尺寸一致。從而，其在熔絲沉積快速成型過程中，加快了成型的速度，減少了花費并且減少了零件制造時支承結構的數量。
3.2.3 支撐材料移除裝置的改進
三維打印中使用的支撐材料通常分為兩種類型：能夠移除的支撐材料和可溶性的支撐材料。能夠移除的支撐材料可以用手或者使用工具從得到的三維零件中移除。與之對比，可溶性支撐材料能夠溶解在水溶液中?？扇苄灾尾牧侠硐氲娜芙庑枰訜岷蛿嚢瑁壳笆惺鄣闹尾牧弦瞥垡咽殖墒?，可以用來溶解支撐材料。US2013075957A1公開了一種支撐結構的移除裝置，它包括：（1）一個槽，其具有一個頂部開口的用來盛放流體水的槽的本體；一個通過槽的本體來支撐的多孔板，三維零件通過槽頂部的開口插入放入多孔板中；一個多孔板下方的旋轉葉輪；（2）第二個組成包括用來接收槽的平面，表面下的旋轉感應裝置，當槽放置在平面上時，旋轉感應裝置帶動葉輪轉動，從而使流體水通過多孔板流入槽中。通過將成型后的三維零件和支撐材料放入槽中，葉輪通過轉動使水溶液從多孔板進入槽內部，進而實現支撐材料的溶解。
3.3 打印絲材以及送絲機構的研究
經過對stratasys 公司基于FDM技術3D打印專利進行統計，其主要通過以下方面對打印絲材以及送絲機構進行改進：熔絲材料類型改進、熔絲材料結構改進、送絲機構改進、送絲工藝改進，參見圖5。
3.3.1 熔絲材料類型改進
三維物體的構成材料通常表現出非牛頓流動特性，即構成材料在擠出流動的初始啟動階段抵抗移動。因此，許多3D物體共有的問題是由于非牛頓流動特性所導致的擠出頭的響應時間的限制。這種限制可能降低沉積精確度，并且特別是可以看到其中每層所沉積的構成材料的量相對較小的微細部件結構。因此，需要改善用于沉積構成材料的擠出頭的響應時間的構造3D物體的方法。美國專利US2009295032A1中使用改性ABS材料制備打印絲，其具有改善的響應時間，由此改善沉積工藝的精確度，另外，改性ABS材料能夠為3D物體提供優良的層間粘附力和零件強度，其通過將改性ABS材料送入基于擠壓的分層沉積系統的擠出頭，在改善擠出頭的響應時間的條件下，在擠出頭中熔化所送入的改性ABS材料，以及以逐層的方式沉積所熔化的改性ABS材料，以形成3D物體。此外為了提高打印物體的強度，CN1784295A中則使用高強度PPSF/PC混合熱塑性材料作為打印絲材，這種熱塑性材料表現出良好的熱穩定性，能夠防止在三維造型設備的噴嘴中積聚，具有很高的耐化學性，并且由這種材料制成的模型表現出良好的強度。而US2001025073A1中則使用高強度材料PEO用于成型，這個高強度材料可以容
易的融化擠出形成層狀物并且隨后可以冷卻固化使復雜形狀的零件能夠自由準確的組裝，且能夠按順序的一層層的疊加使制品成型；高強度材料能夠在擠出設備中作為支承材料來阻止熔融沉積材料層的松垮，同時保證復雜制品的幾何精度，而WO2015054021A1中則使用熱塑性纖維和礦物晶須增強的熱塑性彈性體作為打印絲材料，進一步提高了打印件的打印強度。
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