金屬3D打印自由設計！

3D打印采用逐層堆疊的成形方式，相比傳統(tǒng)的加工制造方法，在制造具有復雜曲線、曲面的結構方面都有著顯著的優(yōu)勢，特別適合用于制造結構復雜的模型、工件。在實際加工成形中，為了提高加工的可行性，設計師必須遵守設計原理，以免在技術、成形加工、材料等方面收到約束。

成形原理限制因素：

1. 尺寸限制

3D打印設備有著特定的加工范圍，尺寸限制主要為最大幾何尺寸和最小幾何尺寸。設備的成形缸尺寸決定了所能成形的最大幾何尺寸，設計的最大幾何尺寸應小于成形缸的尺寸。對于3D打印激光設備，激光光斑的尺寸決定了所能成形的最小幾何尺寸。加工出來的實際零件也會大于設計尺寸。聚焦的光斑大小也會隨著能量大小進行轉變，由于熱傳導的存在，實際成形的最小幾何尺寸也會大于激光的光斑尺寸。

2. 成形分辨率

成形分辨率主要是指典型幾何特征的最小成形尺寸，如圓柱的直徑、圓柱的傾斜角度、薄板的厚度、間隙和孔隙大小等。成形分辨率是零件是否能成形的重要參數，對零件的設計與加工影響較大。幾何特征越小，其結構的我力學性能也越差。

3. 成形精度

在3D打印技術中，成形設備、成形材料和模型數據都會對成型精度產生影響。3D打印中最通用的文件格式是STL格式，是近似三角片面的表達模型。STL模型越逼近原始模型則在模型轉換時使用的三角片數量越多，同時文件也會越大。

金屬3D打印自由設計內容：

1. 個性化設計

3D打印技術可以實現(xiàn)任意復雜結構的快速制造，不受加工工序的約對于個性化需求高的產品.采用3D打印也游刃有余。在制造具有曲面、多孔結構、中空結構等復雜結構的零件時，自由設計可使零件結構材料性能得到最好的體現(xiàn)。

2. 進行精簡化設計

基于3D打印技術的零件在成形過程就是從建模、切片到打印的過程，與傳統(tǒng)的鑄造、鍛造毛坯的車、銑創(chuàng)、磨精加工制造工序相比，不需刀具、夾具，又節(jié)約時間成本。其中為后期加工制造方便而設置的結構基本上可以省略，在3D打印自由設計中都可以忽略，取而代之的是更加有利于增強零件性能的結構。

3.進行輕量化設計

運用先進材料和優(yōu)化零件結構是實現(xiàn)輕量化的兩個關鍵要素。在傳統(tǒng)的零件制造中，由于加工制造工藝的約束，難以實現(xiàn)零件結構的輕量化。但在基于3D打印技術的自由設計中，可以通過多孔結構和格構結構來對零件的內部結構進行優(yōu)化，這是輕量化設計的一個突破。

4.進行免組裝設計

利用自由設計方法可以進行免組裝設計(包括運動副和功能結構的免裝),將很多細部結構都集成到一個零件上進行一次性加工，直接成形一個構或部件，甚至做到整個零件的一次性成形，省去傳統(tǒng)制造當中的許多裝配工序。（如焊接成形零件）

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