DMLS 技术是由EOS公司提出，并于 1994 年获得专利，目前该工艺现已应用于所有领域，包括航空航天、医药和汽车，它能够将金属 3D 打印的优势与性能优异且可重复制造的零件相结合。

DMLS 技术与其他增材制造技术一样，也需要支撑结构（supports）。为了使技术更进一步，从而充分发挥用户的潜力，EOS 开发了一系列解决方案，以实现复杂几何形状的金属 3D 打印，同时大幅减少支撑结构。这是因为去除金属 3D 打印中的支撑会增加额外的时间、材料成本以及后处理工作量。

△EOSQuad 激光系统上的金属打印工艺（图片来源：EOS GmbH）

金属 3D 打印中有关支撑结构的挑战

对于现在的大部分DMLS技术用户，他们必须根据所需部件添加支撑。这是因为只有这样才能 3D 打印具有更复杂和详细设计的几何图形。这包括，例如，小于 30 度的悬垂设计、整体桥结构甚至组件中的凹槽。如果没有支撑结构，所有这些几何形状都会变形。

为了应对这一挑战，研究人员在设计过程中添加了支撑，然后必须在 3D 打印后手动或自动移除。正如我们所看到的，添加支撑对于许多零件来说是必须的，但也带来了一些成本上的挑战。因此，在 DMLS 工艺中使用更少数量的支撑结构进行打印的创新能力为金属 3D 打印开辟了全新的可能性，并将该技术提升到一个新的水平。

EOS 如何支持其客户实施无支撑3D 打印

为了能从无支撑 3D 打印的可能性中获益，需要特别考虑三个因素：流程、工具和适当的专业知识。考虑到这些方面，EOS 展示了使用叶轮进行无支撑 DMLS 3D 打印的主要示例，由于其复杂的几何形状，叶轮通常依赖于支撑结构。特别是每个叶轮由于直径、叶片或盖板数量等特性而存在较大差异，这使得无支撑打印更加复杂。然而，根据 EOS 的说法，重要的是在各个层面广泛提供必要的知识。

为了能够在几乎没有支撑的情况下充分发挥金属 3D 打印的可能性，操作者需要增材思维，这可以通过从有针对性的培训到适当的咨询的一切来实现。这些知识的重要性体现在设计、构建平台上组件的布局甚至过程中使用的材料等方面。Smart Fusion 工具应该很快就会提供给用户使用，它也是解决无支撑金属 3D 打印难题的重要一环。该工具将激光的能量输入调整到手头的几何形状，并可以减少热应力。因此，减少基于金属的增材制造中的支撑结构不仅可以缩短构建时间，还可以减少后处理工作量并节省材料。

Additive Minds Consultants 的团队负责人 Davy Orye 补充说：“尽管我们正在突破无支撑 3D 打印的可能性界限，但您仍需要处理现实中的物理问题，因此并非一切皆有可能。但我们的解决方案将改变游戏规则。我们的试点客户和与我们一起测试过该技术的客户都对这种可能性感到兴奋。我想说挑战我们——我们已经准备好一起创新金属 3D 打印。”

△叶轮是在 EOS M 290 上采用优化的 316L 打印工艺生产的，没有内部支撑，成本降低了 35%（图片来源：EOS GmbH）

这意味着，基于金属材料的无支撑3D打印技术可以取得巨大的进步，并展现出强有力的吸引力。单独进行的成本分析表明，以叶轮为例，可以节省 35% 的成本。具体而言，这些节省主要体现在后处理、材料和施工时间方面，而几乎没有支撑结构的设计过程的成本和工作量从 8% 增加到 14%。除了成本优势之外，无支持 3D 打印还可以帮助用户以更可持续的方式进行打印，因为他们因此需要更少的材料并产生更少的浪费。最后，这实现了更安全的工作流程，因为用户不再被迫通过切割和打磨进行后处理。