增材制造自支撑设计综述

作     者：魏伟 吴海鑫 吴晓萱 吴金斗 龙雨 Wei Wei;Wu Haixin;Wu Xiaoxuan;Wu Jindou;Long Yu

作者机构：广西大学省部共建特色金属材料与组合结构全寿命安全国家重点实验室广西南宁530004 广西大学机械工程学院激光智能制造与精密加工研究所广西南宁530004 

出 版 物：《中国激光》 (Chinese Journal of Lasers)

年 卷 期：2024年第51卷第10期

页      面：114-137页

核心收录：

学科分类：080901[工学-物理电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 080202[工学-机械电子工程] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 0802[工学-机械工程] 0803[工学-光学工程] 

基　　金：国家重点研发计划(2022YFB4601601) 广西壮族自治区重点研发计划(GKAB23026101) 广西自然科学基金(2023GXNSFBA026287) 广西科技基地与人才专项项目(GKAD23026149) 

主　　题：增材制造 结构优化 拓扑优化 填充结构 结构自支撑 

摘      要：增材制造(AM)的零件若存在悬垂部件,则往往需要添加额外的支撑结构,这不仅会影响打印效率,而且拆除支撑也会引发新的问题。结构自支撑设计能使增材制造摆脱对支撑结构的依赖,现已成为国内外的研究热点。本文首先总结了增材制造结构自支撑设计的原理,接着综述了增材制造零件整体结构自支撑设计的研究进展以及增材制造填充结构自支撑设计的研究进展。其中,根据不同的结构优化方式,将增材制造零件整体结构自支撑设计进一步划分为基于连续体结构拓扑优化、离散结构拓扑优化和形状优化的结构自支撑设计,并分析了各类优化方法的优缺点。最后,讨论了提升计算效率以及提升结构性能的解决方案,并对未来的应用场景以及未来的研究重点进行了展望。