3D打印一体化结构设计在产品设计中的应用研究

刘秀娟 袁蔓霖

摘 要：本文介绍了3D打印一体化结构设计的概念、特点、作用以及其在各行各业的应用现状。并通过归纳总结其目前的应用特点和方式方法，提炼出了几种常见的设计思路，为推广3D打印一体化结构设计的应用提供一定的参考价值和借鉴作用。

关键词：3D打印;一体化设计;产品设计

1 3D打印一体化结构设计简介

3d打印一体化结构是一种具有代表性的为增材制造而设计的结构[1]。3D打印一体化结构设计可以实现产品“瘦身”，减少部件数量和功能与结构的集成。它是一种以增材制造技术为主导的主动设计思维方式，在设计之初，以考虑产品的功能性为主，而不用花费过多的精力去考虑结构装配的问题，遵循这种方法，可以为产品的开发提供创新性的思路。

3D打印技术可以实现复杂部件的一体化制造，这为零部件设计带来了优化的空间，设计师可以尝试将原本需要通过多个组件装配的复杂部件，进行一体化设计。这种方式不仅实现了零件的整体化结构，还能够避免原始多个零件组合时存在的连接结构（法兰、焊缝等），也可以帮助设计者突破束缚实现功能最优化设计。

在应用中，设计工程师会遇到很多挑战，存在的痛点包括如何获得最优的结构形状，如何将最优的结构形状与最优的产品性能相结合起来设计等。尤其是针对3d打印的技术特点，设计工程师需要突破以往通过铸造、压铸、机械加工制造所带来的对自身思维的束缚，重新考虑如何利用3d打印技术，以增材制造的思维去设计，这个过程是充满挑战和无限可能性的。……