西门子增材制造设计实验室：3D打印创新驱动力

增材制造/3D打印是一种不同于以往的材料加工工艺，通过零件的设计优化以及增材制造工艺，能够创造出全新的结构，甚至是实现以前不可能实现的功能。正是基于对增材制造这些优势的重视，西门子在柏林开设了增材制造设计实验室。

西门子认为要充分利用增材制造技术，重塑设计思维是必不可少的前提，工程师们需要突破传统工艺下所形成的思维，采用全新的认知方法进行3D打印零部件的设计。培养增材制造思维能力，推动产品创新，是西门子设立增材制造设计实验室背后的含义。

1 协作开发创新零件和增材制造软件

在西门子柏林增材制造设计实验室中，有一个由30人组成的专业团队，包括计算机设计专家、模拟专家和制造工艺流程专家，该团队利用他们的专业知识，和西门子各个业务领域共同研发具体项目。如有必要，他们可以在现场就给出建议，例如当业务部门与客户探讨是否有增材制造方面的合作可能性时，专家团队可以在讨论结束时就将零件是否适合进行增材制造等建议反馈给客户。

2 虚拟空间中的协同工作

在实验室中，有两个工作站可供工程师设计新零件，工作站包括西门子NX设计软件和拓扑优化软件在内的全套数字化设计解决方案。实验室还配有其他数字化的协作工具，例如VR眼镜和投影墙。

西门子工程师讨论在燃气轮机叶片上进行3D打印的可能性

产品开发人员可以利用这些技术在虚拟的数字化空间中探讨设计方案，从各个角度查看设计的所有细节并进行优化。如果对设计感到满意，就可以利用各种3D打印机将数字世界变成真实初始原型。

3 合作开发增材制造仿真技术

不过一切增材制造工作并非那么简单，很多因素都会导致零件增材制造的失败。为了减少失败，西门子增材制造设计实验室的专业人员，不仅需要与客户共同讨论材料和工艺，还与西门子数字化部门合作开发仿真工具。

4 突破传统设计思维带来的创新产品

西门子的工业燃气轮机就是设计师通过增材制造提出解决方案的一个很好的例子。西门子设计了一款能够燃烧氢气的燃气轮机，这对燃烧器顶部的设计提出了很高的要求。由于燃烧器会被加热到更高的温度，因此需要为其设计更有效的冷却系统。西门子工程师利用粉末床金属熔融增材制造技术，在设计时将点阵结构集成到燃料供给系统中，当天然气或氢气流通过时就会带走更多的热量。这样一来，燃料成为了冷却剂，解决了燃烧器的冷却问题。正是因为西门子的工程师们，放弃了循规蹈矩的思想模式，才可能有这样的设计和结果。

增材制造对西门子具有重要的战略意义，该技术是西门子的14个“核心技术”之一，增材制造设计实验室作为西门子增材制造能力的重要一环，为西门子增材制造零部件的生产提供支持。

面对3D打印走向产业化制造的趋势，西门子正在打造一个全方位的针对3D打印的增材制造生态系统，在这个生态系统中，不仅包括增材制造设计实验室、增材制造工厂，还包括一套无缝集成的软件解决方案。

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