Formlabs：如何做面向SLA和SLS工艺的增材制造设计

2023年2月15日，Formlabs举办了一场题为“面向增材制造设计方案”的线上研讨会，Formlabs大中华区应用工程师Tim 从以下7个方面介绍了如何运用面向增材制造的设计来优化3D打印。

什么是面向增材制造设计？

面向增材制造设计（Design for Additive Manfacturing，简写DfAM）是指设计师试图利用增材制造（AM）独特的优势来创建产品的过程。DfAM应该遵循将用于生产产品的AM技术的特定工艺约束。

增材制造的优势

增材技术有众多的优势，比如：可以制造复杂度高的零件、即时装配、零件合并、大规模定制、设计自由度、轻量化、按需制造。

然而要充分发挥增材制造技术的优势，还需要在设计阶段就能够面向增材制造而设计。通过一些微小的零件形状更改让零件的设计更适应增材制造工艺；通盘考虑整个产品的功能和装配方式，以及零件几何形状的更改让增材制造工艺为产品增值。

Tim介绍了GE公司此前发布的一个著名的增材制造和DfAM案例，由于考虑直接使用增材制造技术来生产这个部件，GE对部件进行了重新的设计，将300个零件融合为一个部件，可以直接用增材制造技术打印出来。

在Formlabs的客户中，同样是通过面向增材制造的设计来制造了一款吸盘，助力碳纤维产品公司实现自动化的生产方案。

如何运用面向增材制造设计？

首先需要根据应用的定位，决定是否需要面向增材制造设计或者需要应用多少。然后根据具体的增材制造工艺，采取不一样的设计规则。

3D打印在整个产品开发的生命周期都有应用，但对于制造快速原型，DfAM的应用空间较小，主要目的是为了提高打印的成功率。而对于夹具、模具、小批量制造成品，DfAM则具有较大的应用空间，其目的是为了增材制造的效率更高，并利用增材制造的优势增加产品新的价值。

Formlabs目前主要拥有SLA和SLS两大技术，在设计之前需要先了解这两种技术工艺的特点。

首先是倒置式的SLA 3D打印工艺，其打印时零件倒挂在打印平台下方，打印出的零件具有支撑结构，需要从平台上移除部件并拆除支撑，最后进行二次固化。

在这种的工艺特点下，使用SLA 3D打印一般需要遵循以下设计规则：

1. 避免实心块状结构；
2. 添加倒角/圆角；
3. 避免杯状结构；
4. 添加加强筋/翼片。

对于选择性激光烧结（SLS）工艺，可利用高功率激光将尼龙粉末精确熔合成轻质、坚固的部件，这种工艺的物理约束主要来自热胀冷缩。

因此SLS 3D打印一般设计规则包括：

1. 避免实心块状结构；
2. 设计均匀厚度；
3. 晶格结构；
4. 添加倒角/圆角；
5. 即时装配；
6. 零件合并。

最后，Tim还介绍了DfAM中流行的拓扑优化、创成式设计、晶格结构等技术，并展示了相应的设计案例。

详细的研讨会内容，请扫描下方二维码观看直播回放视频。

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