金属3D打印指南（五）

金属3D打印设计

金属3D打印设计需要新的思维方式，并附带一套独特的设计规则和最佳实践。

关键设计注意事项

与为“传统”制造设计相比，为增材工艺设计遵循一套不同的规则。独特的设计自由以及独特的限制要求设计师转变思维方式。

以下是在设计金属3D打印时应牢记的关键想法列表：

关键设计考虑

现有设计可能无法直接转让

几何复杂性是资产

首先定义基本要求

始终使用最小支撑结构

始终需要后处理

设计优化工具和软件

现代CAD软件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，您可以创建优于使用传统方法设计的零件的有机结构。

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

格子结构

应用格子图案是优化现有设计的好方法。

晶格结构可以创建轻质部件，最大化热交换器的表面积，或提高可印刷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载荷工况，以确定可以去除材料的区域。然后可以使用模拟的结果来设计零件，以在这些负载情况下实现最佳性能。

生成式设计

衍生式设计是仿真驱动的拓扑优化过程的一种变体。

在衍生式设计中，分析产生多个候选设计，而不是单个输出。由此产生的设计都是可制造的并满足设计要求。这样，设计人员可以探索不同的解决方案并选择适合应用程序的解决方案（例如，基于二级权衡）。

强烈建议使用这些先进的CAD技术之一-特别是在设计零件DMLS/SLM时。下面我们收集了一些CAD软件包的简短列表，这些软件包为金属3D打印提供设计优化工具，以帮助您入门：

Altair启发

历史悠久的强大拓扑优化软件，具有多种仿真驱动的设计工具晶格结构功能。

欧特克融合360

全包且功能强大的CAD、CAM和模拟软件，带有用于3D打印和CNC加工的衍生式设计工具。

n拓扑元素

具有先进点阵功能的专业设计和优化软件。

设计规则

即使使用高级CAD工具，您也必须遵循某些设计准则。这些与金属3D打印过程的基本力学有关。