增材制造將徹底改變新組件的設計和外觀，通過優化設計可以提升零件和系統的性能，由此3D打印技術在工業設計領域有了廣泛運用。下面e鍵打印（ejdyin.com）小編為您揭秘工業強國德國有哪些成功的3D打印技術。

　　圖片：利用優化設計的氣體排放前角

    增材制造的方法來生產金屬零部件并不僅僅意味著從數字模型到原型的捷徑，更重要的是增材制造帶來了前所未有的設計自由度，使得工程師們可以在一個前所未有的高度上自由實現設計想法，從輕量化零部件到功能件集成化再到仿生與人體工學設計組件。

　　圖片：輕量化翼片的一次性制造

　　通過虛擬產品設計，包括計算流體力學，有限元等數值分析工具，以及應用程序的優化設計原則，將設計的真正潛力激發出來，通過增材制造方式得到充分利用。增材制造已經可以生產安全的復雜的技術型零部件，而且通常這些復雜的零部件不可能通過其他傳統的方式生產出來。

　　雖然現實情況是，由于材料的昂貴和其他方面的因素，增材制造的這一的潛力優勢還沒有完全達到設計師和工程師將其商業化的地步，但是我們離驚呼“wow”的這一天已經不遠了。

　　圖片：轉子和葉片組合的一次性制造，資料來源：

增材制造產品開發周期

　　增材制造的真正潛力在于產品可以實現重新設計和優化，而這些新的、創新的設計方案和解決方案可以得到的好處也是顯而易見的，那就是幫助企業從競爭中脫穎而出。

-設計階段

　　把增材制造用于原型制造的好處是顯而易見的，而當設計的時候就考慮到將增材制造作為一種生產方式給我們打開了另一個思維視角，從設計過程開始，可以考慮生產的限制，從而就避免了長期的優化產品的過程。另外，這樣在產品誕生的設計初期就> 可以對其性能，效率進行不斷的分析和優化。這有助于識別和修正早期的設計缺陷，并有助于保持專注于開發產品的優勢。

　　圖片：可運動的連結件的一次性制造，資料來源：Concept laser GmbH

－產品投放階段

　　舉個例子來說，如果通過傳統方式生產的1000個產品要投放市場，他們的單件成本要低于增材制造方式的成本，然而，如果是100個產品要投入市場，這時候，極有可能，增材制造的單件成本比傳統方式的低，因為免去了制造準備的大量配置和準備費用。并且當發現新產品有任何需要調整的地方的時候，通過增材制造可以馬上修改和優化產品設計，這種靈活性在小批量訂單方面具有很大的優勢。

－批量生產

　　目前，通過增材制造技術來大批量生產簡單的零部件顯然是不具備優勢的，然而，考慮到增材制造減少了對上游供貨商的依賴，可以實現安需生產，減少庫存，減少組裝等等這些綜合優勢，在生產復雜的零部件上是具備優勢的，典型案例例如GE通過增材制造來生產噴油嘴。

探索增材制造潛能

　　我們還處于增材制造的初期階段，因為這個技術跟我們以往的技術差異太大了，我們需要時間來習慣和消化它的差異化，我們需要時間來重新考慮我們生產產品的方式和商務模式。

　　圖片：帶散熱孔的殼體與渦旋式噴嘴的一次性制造

－確定合適的項目

　　通常大家的目光都局限在單個零件的生產上，但增材制造的潛力是可以將多個零件組成的零件一次性完成，不需要組裝，這樣極大的壓縮了生產流程，簡化了生產管理。所以，我們需要從產品的整個生命周期角度上考慮產品的設計。

　　圖片：設計時需要考慮增材制造過程中支撐物去除的可能性，如果的角度設計。

－零部件開發

　　拓撲優化軟件在零部件的優化設計中扮演了重要角色，然而，這些軟件智能提供設計流程的支持，而不能代替設計工程師，為了開發最好的產品理念，設計工程師必須考慮更多的因素，包括機械應力，其他一些影響如氣動效應，振動，固有頻率測量儀器，冷卻的需求等等。

優化設計以適應增材制造

　　現有的設計軟件并不能充分的實現探索增材制造優化設計的潛力，那些復雜的幾何形狀，輕量化結構以及散熱孔都需要較高的設計能力來駕馭。

　　隨著增材制造技術的發展，更多的新材料、新技術會涌現出來，到時候，更多的優化設計會出現，從而帶來一系列的創新產品，這是每位工程師的努力方向。