文 静

（宁夏工商职业技术学院，宁夏 银川 750021）

近年来，产品轻量化在众多领域应用广泛，起到了至关重要的作用。一般来说，轻量化分为两种：材料轻量化和结构轻量化。其中，材料轻量化是在保证零件服役性能的基础上尽可能采用铝、钛合金等轻质材料制造，以实现轻量化。结构轻量化旨在通过优化结构设计，在保证性能的基础上减轻零件重量，从而减少了机械整体的重量，降低了汽车、智能机器人设备运行能耗，显著降低了生产制造成本，这使得轻量化的优势及应用意义也越发凸显出来[1]。

拓扑优化设计理念和思路，正是一种兼顾了结构轻量化和力学性能的优化方法，是结构设计轻量化中相当重要的方法。一般来说，拓扑优化是通过分析零件上不同受力的荷载方向，在确定设计领域后对该空间内的材料分布及受力荷载进行合理搭配，由此获得最佳的结构布局，即最佳的荷载路径。而后按照实际应用需求形成三维模型，从而获得能够满足刚度、应力需求的轻量化部件。

但是通过拓扑优化后的结构一般存在不规则性及加工制造困难的局限性，复杂三维结构采用传统加工工艺很难成型，从而限制了其应用，而增材制造技术的出现刚好解决了这一难题。增材技术是通过软件将三维模型切换成二维平面，而后逐层打印成型，这极大程度地减低了因结构而造成的加工难度，提高了小批量的短周期生产效率和材料利用率，使得高性能、复杂轻量化结构得以实现。……