沈新明　闵畅　李锦　彭晓峰

摘 要 3D打印技术是一种相对于传统的机加工“减材制造”技术而言的增材制造技术，是通过离散和微积原理而实现的制造技术。3D打印利用电脑软件将模型切割成一系列拥有一定厚度的薄片，然后3D打印设备通过计算机软件程序从下而上地依次打印出每一层的薄片，最终形成了整体的3D打印模型。本文简单介绍了3D打印技术的原理和发展趋势，结合节省材料、强度、平稳性、支撑结构等方面对模型进行了结构分析，并对可能存在的问题提供了相关的优化方法。经过结构优化后，所打印出来的模型能够满足更好力学条件和各种物理特性，更好地运用到实践中去。

关键词 3D打印 结构优化 几何分析

中图分类号：TH161 文献标识码：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2018.02.027

Optimization Analysis of 3D Printing Structure

SHEN Xinming， MIN Chang， LI Jin， PENG Xiaofeng

（College of Machinery and Automation， Wuhan University of Science and Technology， Wuhan， Hubei 430081）

Abstract 3D printing technology is an additive manufacturing technology relative to the traditional machining of "subtractive manufacturing" technology， which is a manufacturing technology that is realized by discrete and calendaring principles. 3D printing computer software to cut the model into a series of a certain thickness of the sheet， and then 3D printing equipment through computer software program from bottom to top print each layer of the sheet， the final form of the overall 3D printing model. This paper briefly introduces the principle and development trend of 3D printing technology， analyzes the structure in terms of material saving， strength， stability and support structure， and provides relevant optimization methods for the possible problems. After structural optimization， the printed model can meet the better mechanical conditions and various physical characteristics， to better use in practice.

Keywords 3D printing； structural optimization； geometric analysis

0 引言

3D打印是一種快速成型技术，它的基础是数学模型文件，运用陶瓷、塑料以及粉末状金属等一些材料，通过自下而上的一层一层打印的方式来创造打印物体。与传统的机械加工的“减材制造”相比，3D打印技术是一种增材制造技术，是通过离散和微积原理而实现的制造技术。3D打印拥有很多不同的核心技术，它可以通过不同的材料一层一层的打印出完整的3D模型。打印材料是3D打印的物质基础，同时也是当前3D打印发展的瓶颈的所在，打印成本大多也是集中在材料方面，3D打印运用的广泛的材料有陶瓷、金属、纸材、高分子粉末、塑料、石蜡等。3D打印技术将设计理论和加工生产直接结合了起来，能够快速打印生成产品，从模型直接到产品，促进了创新思维的发展，在打印的过程中发现问题并且做出改进。……