2025年智能制造中基于增材制造技术的产品设计.pdfVIP

古之立大事者，不惟有超世之才，亦必有坚忍不拔之志。——苏轼

智能制造中基于增材制造技术的产品设计

第一章：智能制造的基本概念

随着科技的不断发展，智能制造成为了工业界的热门话题。智

能制造是一种面向客户需求，依托数字化技术和物联网技术构建

的全过程一体化、自动化协同、智能化决策、可持续发展的制造

模式。

在智能制造的背景下，增材制造技术作为一种新兴的制造方式

也开始得到广泛的关注。增材制造技术是指将材料逐层堆叠，逐

层形成三维实体的制造方式。通过增材制造技术，可以实现快速

制造各种形状复杂、工艺繁琐、材料难加工的产品，同时还可以

降低制造成本、缩短制造周期，提高制造的灵活性和可靠性。

第二章：增材制造技术的基本原理

增材制造技术的基本原理是通过在工作台上叠加多层材料，逐

层将材料熔化或固化成为三维实体的工艺。目前常用的增材制造

技术包括激光烧结成型（SelectiveLaserSintering,SLS）、光固化

成型（Stereolithography,SLA）、电子束成型（ElectronBeam

Melting,EBM）和热熔沉积成型（FusedDepositionModeling,FDM）

等。

增材制造技术主要包括四个步骤：建模、切片、制造和后处理。

建模阶段是将设计图像导入计算机中，构建三维模型；切片阶段

勿以恶小而为之，勿以善小而不为。——刘备

是将三维模型切成多层平面；制造阶段是将切片后的模型根据材

料特性通过打印头逐层打印、烧结或固化；后处理阶段包括清洗、

烤制、砂光等步骤，使制造出的产品具有更好的表面质量。

第三章：基于增材制造技术的产品设计方法

在增材制造技术的基础上，产品设计也发生了变革。基于增材

制造技术的产品设计具有以下几个特点：

1.良好的设计自由度。增材制造技术可以制造各种复杂形状的

产品，设计师可以通过建模软件将自己的想象灵感转化为三维模

型，实现更灵活多样的产品设计。

2.高精度的制造能力。增材制造技术可以实现微米级别的制造

精度，可以制造很精细、很小尺寸的产品，同时也可以制造大型

的或不规则形状的产品。

3.灵活的生产周期。增材制造技术可以根据需求即时制造出所

需产品，大大缩短了产品的生产周期。

基于增材制造技术的产品设计过程主要包括以下几个步骤：

1.设计模型。设计师使用CAD软件进行建模，并根据所需的

物理特性进行材料选择和参数设置。

2.切片。通过切片软件将三维模型切割成多层平面，并设置打

印参数。

百川东到海，何时复西归?少壮不努力，老大徒伤悲。——汉乐府

3.制造。将切片好的模型输入到增材制造设备中进行打印制造。

4.后处理。制造完成后，需要进行后处理，包括去除支撑结构、

清洗表面等步骤。

第四章：增材制造在不同领域的应用

增材制造技术不仅可以用于单个产品的制造，还可以用于批量

生产、样品制作等多个领域。下面列举部分应用案例：

1.医疗器械领域。增材制造技术在医疗器械领域的应用非常广

泛，例如制造仿生植入物、制造真人大小的人体模型等。

2.航空航天领域。增材制造技术可以制造出高强度、轻量化的

零部件，提高了飞机的性能并降低了其重量。

3.工业制造领域。增材制造技术可以制造各种形状复杂的零部

件，可以用于制造飞机零部件、汽车零部件、工程机械等。

4.建筑领域。增材制造技术可以制造出各种形