毅速丨3D打印结合拓扑优化 让轻量化制造更容易

制造轻量化对于提高能源利用效率、提高产品性能和减少环境影响，推动制造业的绿色化、高质量发展具有重要的促进作用。

轻量化设计对许多领域都有着重要影响，尤其是那些需要降低能源消耗、提高运输效率或减少对环境影响的领域。如航空航天，轻量化设计可以显著降低飞机的重量，从而提高燃油效率，减少碳排放，并提高飞行性能；汽车制造，轻量化设计可以提高汽车的燃油效率，减少排放，提高安全性，并改善车辆的操控性能；机械制造，轻量化设计可以减少机械设备的重量，降低能源消耗，提高生产效率，并延长设备的使用寿命；电子产品，轻量化设计可以使电子产品更加便携，易于使用，同时也可以减少生产过程中的材料消耗。

拓扑优化是轻量化制造的一种有效方法，作为结构优化的一种，拓扑优化摆脱了传统观念和已有的设计准则，通过对原始零件进行材料再分配，确定和去除那些不影响零件力学性能的材料，在满足功能和性能的基础上实现轻量化。

但是，拓扑优化的这种设计传统制造很难生产出来，而3D打印的出现则让制造问题迎刃而解。由于增材制造技术突破了传统制造工艺的约束，具有复杂形状制造的能力，这一能力恰好释放了拓扑优化的潜力，犹如唤醒“睡美人”的“王子”，可以说，3D打印与拓扑优化是一对完美CP，为轻量化制造打开了新思路。