3D金属打印工艺最大的优势之一在于能够在相对较短的时间内制造出复杂精细的形状和几何结构。即使是空腔和倒扣等结构也能轻松实现，从而打造出高质量、工艺导向的设计。另一个优势是它无需模具，且材料消耗量远低于传统方法。

利用3D打印技术，甚至可以制造仿生结构，而且总体而言，我们可以说所有行业都在推行以客户为中心的生产模式。这意味着供应链更短。现代工艺技术尤其适用于生产单个组件和小批量产品。这种主要按需生产的生产方式也带来了不容忽视的可持续性因素。

3D金属打印的最大优势一览

• 材料消耗量低
• 可以实现复杂的形状和几何结构。
• 创造美观的设计和饰面
• 组件功能改进的可能性
• 后续可能进行调整。
• 以客户为中心的生产
• 提高成本效益（针对较小数量和较小复杂程度的产品）
• 无需任何工具
• 轻量化结构技术的多种可能性
• 根据流程设计组件的可能性
• 具有很高的研发和产品开发潜力

3D打印有哪些限制？

3D打印工艺通常并非为大规模批量生产而设计制造。这主要是因为3D打印机的打印速度相对较慢。打印一个3D金属零件至少需要48小时，平均大约需要五天才能完成。此外，可能还需要进行后处理，尤其是在打印复杂形状时——但这对于复杂的原型制作来说也可能是一个决定性的优势。

此外，还需要专家根据材料特性来选择最适合具体项目的3D金属打印工艺。3D金属打印机成本较高，因此许多公司选择将这项工作外包给专家团队。

如何设计用于 3D 打印的模型？

要准备用于 3D 金属打印的设计，您应该仔细审视所需的设计。原则上，3D 打印的初步设计与其他制造技术的设计类似。然而，其独特之处在于，您不受限制，可以实现复杂的设计，甚至细致到每一个细节。充分利用这一优势，因为这是该工艺技术的主要优势之一。

然而，需要注意的是，已采用传统方法制造的零件不能直接照搬到 3D 打印中。这样做往往会导致制造误差，并且常常会限制您的设计。对现有工件进行优化则是另一回事。进行 3D 打印时，首先要创建一个空白的工作台面。然后详细定义您的设计要求，包括载荷、边界条件、零件重量等等。

打印方向对支撑结构的位置也起着决定性作用，这一点您应该能够确定。此时，创建具有自支撑特征且支撑结构最少的零件是有利的。此外，在设计模型时，您应始终牢记，在许多情况下，都需要进行可选或必要的后处理。

金属3D打印设计软件

对于三维设计，您可以使用Altair、Autodesk Fusion 360或nTopology Element等 CAD 软件包进行规划。现代算法使创建有机结构成为可能。您现在也可以从基本结构和需求输入开始，创建新的设计，或者编辑或优化现有设计。

• 网格图案
  您想优化现有设计吗？那么网格图案是您的理想之选。它们可以用于提高印刷适性、增加热交换器的表面积并优化制造成本。
• 拓扑优化
  您是否希望结构质量最小化且刚度最优？您是否希望将目标部件的载荷推至极限并进行极限测试？那么，同步控制拓扑优化是理想的解决方案。它会分析您输入的设计空间和载荷工况，从而确定哪些地方可以去除材料。
• 生成式设计
  这里我们讨论的是刚才提到的拓扑优化过程的一种变体。生成式设计会生成不同的设计方案，所有方案都能满足设计者的要求。设计者可以随时将这些方案打印出来，进行广泛的测试和比较。

不要低估3D打印建模的重要性，购买CAD软件包时务必确保其版本最新且质量上乘。金属打印的3D元件设计十分复杂，仅建议非专业人士在非常有限的范围内进行操作。在某些情况下，即使是专业人士也需要花费大量时间反复调整才能达到最佳效果。像赫默科模这样经验丰富的专业公司可以为您分担许多工作，让您能够将全部精力投入到日常业务中。