引言

增材制造（Additive Manufacturing，簡稱AM），通常也被稱為3D打印，是一種采用逐層堆疊或者燒結，直接制造與相應數學模型完全一致的三維物理實體模型的新興制造技術，它與傳統的切削或去除材料的制造方法截然不同。增材制造的核心概念是通過逐層堆疊或添加材料，逐漸構建三維結構，而不是從一個塊材料中削減或去除材料以獲得所需形狀。針對這一技術，除了打印設備，軟件技術中的增材制造結構設計、工藝仿真、制造工藝數據處理、打印數據準備等也是該技術的核心關鍵。

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增材制造工藝方案

海克斯康增材制造工藝方案涵蓋了整個增材制造工藝流程，從前端結構輕量化設計、創成式設計、拓撲優化，實現增材結構的設計，到增材制造結構定位、支撐創建、定位和排布、打印策略、打印過程仿真、層切片數據可視化、成本評估，實現增材過程的參數準備，還涵蓋了增材制造工藝仿真優化，預測打印過程的變形、開裂、收縮線、卡刮刀、應力集中等，通過變形補償自動優化，幫助實現一次打印成功。補償優化后的結構，可以再次進行結構的優化設計，也可以進行打印參數準備，實現增材制造工藝參數的閉環。幫助用戶解決3D打印過程中的問題。

圖：海克斯康增材制造工藝方案示意

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金屬增材制造工藝打印數據準備

海克斯康旗下的CADS Additive GmbH與Simufact 增材制造工藝仿真、Apex Generative Design創成式設計等軟件形成完整的增材制造方案，幫助用戶解決增材制造過程中的各個階段面臨的問題，其中CADS Additive的AM Studio提供了面向金屬增材制造工藝打印參數準備方案，可實現輔助零件定向、支撐創建、定位和排布、打印過程仿真、打印策略、層切片數據及可視化層切片數據、成本評估等。

AM Studio可以基于不同的權重影響，自動計算零件的擺放角度，輔助零件定向設計。軟件在Orientation Maps中提供了一個特別友好的圖形顯示，考慮因素包括打印時間、支撐質量、變形趨勢等，通過不同權重的選擇，可以直接顯示定向預覽，更直觀的顯示定向。

圖：AM Studio輔助定向

AM Studio在支撐創建功能中也非常有特點，包含塊支撐、線支撐、桿支撐、自適應胞元支撐、樹形支撐等多種支撐創建功能，而且支撐創建時可以組合不同類型的支撐進行支撐創建，支撐創建高效，此功能也集成到Simufact Additive，詳細內容請參考設計仿真| Simufact Additive增材制造支撐創建功能。

圖：AM Studio支撐創建

AM Studio的定位和排布功能，可以對單個零件進行自動填充打印機的基板，以最具成本效益的方式進行3D打印。同時所有版本的支撐參數等參數都是相同的，更改參數只需要在一個零件上進行更改，更改后自動對應所有零件，參數更改便捷快速。

圖：AM Studio定位和排布

AM Studio中可定義打印策略，將配置打印策略參數（切片、路徑規劃（孵化）和工藝參數），根據所選打印機，從最小設置到最高保真度（專家模式）。包含所有可用的OEM參數和AM Studio高性能參數，可根據需要微調的打印作業。在AM Studio中可以查看之前生成的切片層數據，為此，生成的激光路徑被加載并可視化，可以查看詳細的工藝數據。

圖：AM Studio層切片可視化

AM Studio軟件中嵌入了simufact additive的求解器，可以對增材工藝過程進行仿真，并且通過計算項目的預估打印時間，提高了打印成本預測的準確性。

AM Studio在輔助零件定向、支撐設計、定位和排布、層切片等方面優勢明顯，尤其層切片數據處理時間非常快速，各大打印設備主機廠非常認同。AM Studio 補足了海克斯康增材制造工藝方案在打印參數準備階段的不足，為用戶提供了一站式增材制造解決方案。