The three-dimensional printing of complex shapes without using supporting structures is the most attractive factor of merit in current additive manufacturing because it allows to drastically reduce printing time, and ideally nullify postprocessing and waste material. In this work, we present an innovative procedure and algorithm (Print on Air, PoA) for additive manufacturing that, relying on sensing systems embedded into the three-dimensional (3D) printer (e.g., temperature and speed sensors), aims at generating a printing sequence capable of a self-sustaining bridge and overhang structures. This feature was achieved by splitting the actual floating area of the layer where the aforementioned structures are in many subsections. Each is generated with a negligible floating surface and printed in a well-determined sequence with accurate temperature and speed profiles. Therefore, each subsection is formed without the need for scaffolding, simultaneously acting as a supporting structure for the following subsection. The array of subsections constitutes the actual bridge or overhang structure. The proposed method can be used for any object, including very long bridges or convex surfaces. The revolutionary method is here reported and evaluated in order to show its applicability in any condition. Although the study was conducted in a Fused Deposition Material (FDM) environment, it can certainly be adapted to other manufacturing environments with adequate modifications.

中文翻译：

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熔融沉积材料3D打印程序和算法，避免使用任何支撑物。

在不使用支撑结构的情况下进行复杂形状的三维打印是当前增材制造中最吸引人的优点，因为它可以大大减少打印时间，并理想地消除后处理和废料。在这项工作中，我们提出了一种用于增材制造的创新程序和算法（“空中印刷”，PoA），该算法和算法依赖于嵌入到三维（3D）打印机中的传感系统（例如温度和速度传感器），旨在生成一个具有自持桥和悬垂结构的印刷顺序。通过在许多小节中拆分上述结构所在的层的实际浮动区域来实现此功能。每种生成的浮子表面都可以忽略不计，并以确定的顺序打印，并具有准确的温度和速度曲线。因此，形成每个子部分而无需脚手架，同时用作下一子部分的支撑结构。小节的阵列构成实际的桥或悬挑结构。所提出的方法可以用于任何物体，包括非常长的桥或凸面。在此报告并评估了这种革命性方法，以显示其在任何条件下的适用性。尽管该研究是在熔融沉积材料（FDM）环境中进行的，但可以进行适当的修改以使其适应其他制造环境。同时充当以下小节的支撑结构。小节的阵列构成实际的桥或悬挑结构。所提出的方法可以用于任何物体，包括非常长的桥或凸面。在此报告并评估了这种革命性方法，以显示其在任何条件下的适用性。尽管该研究是在熔融沉积材料（FDM）环境中进行的，但可以进行适当的修改以使其适应其他制造环境。同时充当以下小节的支撑结构。小节的阵列构成实际的桥或悬挑结构。所提出的方法可以用于任何物体，包括非常长的桥或凸面。在此报告并评估了这种革命性方法，以显示其在任何条件下的适用性。尽管该研究是在熔融沉积材料（FDM）环境中进行的，但可以进行适当的修改以使其适应其他制造环境。在此报告并评估了这种革命性方法，以显示其在任何条件下的适用性。尽管该研究是在熔融沉积材料（FDM）环境中进行的，但可以进行适当的修改以使其适应其他制造环境。在此报告并评估了这种革命性方法，以显示其在任何条件下的适用性。尽管该研究是在熔融沉积材料（FDM）环境中进行的，但可以进行适当的修改以使其适应其他制造环境。