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金属 3D 打印设计

金属3D打印设计需要一种新的思维方式，并带有一套独特的设计规则和最佳实践。

在本节中，我们将向您介绍可帮助您充分利用设计的基本原则和工具，例如拓扑优化。

关键设计注意事项

为增材制造过程设计遵循与为“传统”制造设计不同的规则。独特的设计自由度，以及独特的限制，要求设计师的思维方式转变。

以下是在设计金属3D打印时应牢记的关键思想清单：

关键设计考虑因素

现有设计可能无法直接打印

由于其高成本，制造使用金属3D打印的传统工艺设计的零件在经济上很少可行。
实际上，从技术上讲，通常不可能复制这些几何形状。例如，厚度超过10 mm的截面容易发生翘曲或其他制造缺陷，应避免使用。

设计复杂性通常被认为是有害的，因为它与增加的成本有关。在金属3D打印中，情况并非如此。相反，找到一种方法来最大化几何复杂性给系统带来的附加值是充分利用金属3D打印优势的关键。

当您开始为金属3D打印重新设计零件或装配体时，通常最好从空白画布开始。通过这种方式，您可以避免受到先入为主的设计的限制。

明确定义设计要求（载荷、边界条件、零件重量等）是这里的关键。我们将在下一节中看到现代CAD软件使用这些作为输入来创建具有有机形式的优化结构。

对零件在机器中如何定向有清晰的愿景是一种很好的做法。打印方向很重要，因为它定义了支撑结构的位置和需求。

设计人员的目标应该是创建具有自支撑功能的零件，最大限度地减少对支持的需求并确保构建成功。

与过程无关，在金属3D打印中始终需要后处理。这可以是强制性的（例如在DMLS / SLM中去除支撑物或在粘合剂喷射和金属挤出中烧结）或可选的（例如CNC加工步骤以实现更严格的公差或热处理以改善材料性能）。

因此，在设计用于金属3D打印的零件时，必须牢记后处理要求和可用选项。

现代 CAD 包提供的工具可帮助您充分利用金属 3D 打印的几何自由度。使用这些算法驱动的设计工具，您可以创建类似有机的结构，其性能优于使用传统方法设计的零件。

今天可以使用三种主要策略。这些策略既可以优化现有设计的性能，也可以根据一组设计要求帮助从头开始创建结构。

晶格结构

应用晶格图案是优化现有设计的好方法。

格子结构可以制造轻质零件，最大化热交换器的表面积，或提高印刷适性并降低现有设计的制造成本。

拓扑优化

仿真驱动的拓扑优化有助于创建具有最小质量和最大刚度的结构。

在拓扑优化中，分析用户定义的设计空间和荷载工况，以确定可以从中移除材料的区域。然后，仿真结果可用于设计零件，以获得这些装载场景的最佳性能。

创成式设计

创成式设计是仿真驱动的拓扑优化过程的一种变体。

在创成式设计中，分析不会生成单个输出，而是生成多个候选设计。由此产生的设计都是可制造的，并满足设计要求。通过这种方式，设计人员可以探索不同的解决方案，并选择适合应用的解决方案（例如，基于次要权衡）。

在武汉易成三维科技，我们正在构建地球上最智能的制造解决方案。我们的主要产品之一是我们的3D打印服务。

通过将我们的全球制造服务网络与我们的智能采购引擎相结合，您可以立即访问您所在地区附近现成的3D打印生产能力，并提供最佳的报价和交货时间。

当您上传零件时，我们专有的制造设计（DFM）软件会在生产开始之前检测任何潜在的设计问题，从而最大限度地降低成本和延迟。

通过这种方式，您可以确保3D打印部件始终以最快的周转时间获得最优惠的价格。