52页下载！首份中文版增材制造设计手册(晶格、拓扑结构等全面指导)
历时 6 个月专家采访和应用研发
50页 “增材制造设计”封面选题
探索 10余 种增材制造设计模型
呈现 5 大增材制造设计模块
例如，需要考虑增材制造的基本规则，如避免过悬空的结构、以避免成型中需要添加额外的支撑结构，特征角度和位于成型表面或背面、表面质量截然不同，过大的圆孔设计在垂直成型过程中、很可能发生重力导致的变形等等。另一方面，运用增材制造的成型独特性可以带来不同程度的创新和产品优化设计，如采用拓扑优化、晶格等设计思路，能够为航空航天飞机、定制头盔等产品实现客观的轻量化设计。考虑到降低首件（或定制件）增材制造成本、或者超越工艺极限的设计迭代，增材制造成型仿真和工艺策略优化是最佳伴侣。
零件摆放指的是确定零件在打印时的放置位置和角度。摆放会影响后续的支撑结构生成和打印后处理。有些设计还需要根据摆放进行优化。
对于一些有明显结构特征的零件，像模具或涡壳，调整摆放角度的余地不大。而其他零件，比如支架，需要选择一个合适的摆放角度，既便于设计支撑结构，也要考虑打印过程中与刮刀碰撞的风险。总之，零件摆放对成功打印至关重要，需要充分考虑零件结构特点，综合确定最佳摆放方案。
金属3D打印也有其特定的设计规则需要遵循。前面提到过要考虑零件的角度和摆放方向，这影响打印结果。另外，设计支撑结构也非常关键。设计时不仅要考虑支撑本身，还要全面考虑支撑对零件整体的影响。通过优化结构设计，可以调整支撑的强度，或者减少不必要的支撑。本章将重点解释设计时需要注意的支撑相关规则，以及一些需要优化的特殊结构，以指导设计者进行金属3D打印设计。
晶格结构是一种具有周期排列的多孔结构，由重复的基本单元格组成。它们密度低但强度高，具有优异的力学性能。晶格结构广泛应用于材料科学、建筑、航空航天等领域，因为它们可以在不增加重量的情况下提高刚度和抗冲击性，同时还有良好的抗疲劳和形变恢复能力。由于这些独特优点，特别是增材制造工艺可以在成本、成型可能方面完全量产晶格结构工件，晶格结构被广泛使用在航空航天、汽车、医疗、能源、建筑等许多工程应用中。随着科技进步，晶格结构在实现高性能、轻量化方面的应用潜力还将进一步扩大。
拓扑优化是一种数学优化方法，它根据给定的负载、约束条件和性能指标，优化设计域内的材料分布。它通过在设计域内找到最优的材料布局方式，从而获得最优的结构性能，实现轻量化设计。由于拓扑优化生成的结构形状复杂，使用传统制造方法很难实现，增材制造成型技术的成熟使得拓扑优化设计方法逐渐扩大应用。
3D打印可以自由设计复杂流道，这是其巨大优势。但流道设计还需考虑材料、空间、流道功能等多方面因素。虽然3D打印拓宽了设计自由度，流道设计仍需遵循一定逻辑与约束。要综合评估流道形状、结构参数、打印材料、后处理等各种因素的相互制约关系，优化流道的几何结构，以实现流体功能的最佳匹配。
在熟悉金属3D打印的相关规则后，可以进行零件的优化设计。但是由于打印过程的不可预测性或零件结构的复杂性，可以利用增材制造过程仿真来预测可能出现的风险。仿真结果可以帮助优化支撑设计，进行预变形控制尺寸，或者平衡打印过程中的热量累积。本节通过案例详细阐述设计优化迭代的过程，利用仿真分析指导设计改进。
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