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武漢易成三維是國內(nèi)領(lǐng)先的3D打印/三維掃描檢測綜合方案供應商，始終專注于制造、教育、科研、軍工等領(lǐng)域，迄今為止已為約600所著名高校、科研院所、約10000個企業(yè)機構(gòu)提供專業(yè)的3D打印設備、服務及平臺化數(shù)字智造應用方案。

金屬 3D 打印設計

金屬3D打印設計需要一種新的思維方式，并帶有一套獨特的設計規(guī)則和最佳實踐。

在本節(jié)中，我們將向您介紹可幫助您充分利用設計的基本原則和工具，例如拓撲優(yōu)化。

關(guān)鍵設計注意事項

為增材制造過程設計遵循與為“傳統(tǒng)”制造設計不同的規(guī)則。獨特的設計自由度，以及獨特的限制，要求設計師的思維方式轉(zhuǎn)變。

以下是在設計金屬3D打印時應牢記的關(guān)鍵思想清單：

關(guān)鍵設計考慮因素

現(xiàn)有設計可能無法直接打印

由于其高成本，制造使用金屬3D打印的傳統(tǒng)工藝設計的零件在經(jīng)濟上很少可行。
實際上，從技術(shù)上講，通常不可能復制這些幾何形狀。例如，厚度超過10 mm的截面容易發(fā)生翹曲或其他制造缺陷，應避免使用。

設計復雜性通常被認為是有害的，因為它與增加的成本有關(guān)。在金屬3D打印中，情況并非如此。相反，找到一種方法來最大化幾何復雜性給系統(tǒng)帶來的附加值是充分利用金屬3D打印優(yōu)勢的關(guān)鍵。

當您開始為金屬3D打印重新設計零件或裝配體時，通常最好從空白畫布開始。通過這種方式，您可以避免受到先入為主的設計的限制。

明確定義設計要求（載荷、邊界條件、零件重量等）是這里的關(guān)鍵。我們將在下一節(jié)中看到現(xiàn)代CAD軟件使用這些作為輸入來創(chuàng)建具有有機形式的優(yōu)化結(jié)構(gòu)。

對零件在機器中如何定向有清晰的愿景是一種很好的做法。打印方向很重要，因為它定義了支撐結(jié)構(gòu)的位置和需求。

設計人員的目標應該是創(chuàng)建具有自支撐功能的零件，最大限度地減少對支持的需求并確保構(gòu)建成功。

與過程無關(guān)，在金屬3D打印中始終需要后處理。這可以是強制性的（例如在DMLS / SLM中去除支撐物或在粘合劑噴射和金屬擠出中燒結(jié)）或可選的（例如CNC加工步驟以實現(xiàn)更嚴格的公差或熱處理以改善材料性能）。

因此，在設計用于金屬3D打印的零件時，必須牢記后處理要求和可用選項。

現(xiàn)代 CAD 包提供的工具可幫助您充分利用金屬 3D 打印的幾何自由度。使用這些算法驅(qū)動的設計工具，您可以創(chuàng)建類似有機的結(jié)構(gòu)，其性能優(yōu)于使用傳統(tǒng)方法設計的零件。

今天可以使用三種主要策略。這些策略既可以優(yōu)化現(xiàn)有設計的性能，也可以根據(jù)一組設計要求幫助從頭開始創(chuàng)建結(jié)構(gòu)。

晶格結(jié)構(gòu)

應用晶格圖案是優(yōu)化現(xiàn)有設計的好方法。

格子結(jié)構(gòu)可以制造輕質(zhì)零件，最大化熱交換器的表面積，或提高印刷適性并降低現(xiàn)有設計的制造成本。

拓撲優(yōu)化

仿真驅(qū)動的拓撲優(yōu)化有助于創(chuàng)建具有最小質(zhì)量和最大剛度的結(jié)構(gòu)。

在拓撲優(yōu)化中，分析用戶定義的設計空間和荷載工況，以確定可以從中移除材料的區(qū)域。然后，仿真結(jié)果可用于設計零件，以獲得這些裝載場景的最佳性能。

創(chuàng)成式設計

創(chuàng)成式設計是仿真驅(qū)動的拓撲優(yōu)化過程的一種變體。

在創(chuàng)成式設計中，分析不會生成單個輸出，而是生成多個候選設計。由此產(chǎn)生的設計都是可制造的，并滿足設計要求。通過這種方式，設計人員可以探索不同的解決方案，并選擇適合應用的解決方案（例如，基于次要權(quán)衡）。

在武漢易成三維科技，我們正在構(gòu)建地球上最智能的制造解決方案。我們的主要產(chǎn)品之一是我們的3D打印服務。

通過將我們的全球制造服務網(wǎng)絡與我們的智能采購引擎相結(jié)合，您可以立即訪問您所在地區(qū)附近現(xiàn)成的3D打印生產(chǎn)能力，并提供最佳的報價和交貨時間。

當您上傳零件時，我們專有的制造設計（DFM）軟件會在生產(chǎn)開始之前檢測任何潛在的設計問題，從而最大限度地降低成本和延遲。

通過這種方式，您可以確保3D打印部件始終以最快的周轉(zhuǎn)時間獲得最優(yōu)惠的價格。