CAE仿真技术如何大幅简化3D打印流程：从设计优化到工艺参数设定的全方位指南

激光增材制造技术（俗称激光3D打印）是一门融合了激光、计算机软件、材料、机械、控制等多学科知识的系统性、综合性技术。采用离散化手段逐点或逐层“堆积”成型原理，根据零件的CAD模型进行切片分层处理，采用数控系统控制工作台按照分层软件设定的路径进行扫描，通过激光熔化金属粉末层层叠加获得近净成形零件，彻底改变了传统金属零件，特别是高性能难加工、构型复杂等金属零件的加工模式。

激光3D打印的优点主要有：
（1） 可优化结构设计，拓展设计人员思路，可以设计、制造出更轻、受力状态更合理的结构件； 
（2） 零件精密成形，加工余量小，材料利用率高，能有效降低材料成本，增强市场竞争力； 
（3） 由于激光3D打印技术快速凝固的特点，成形件的组织细密、性能优异；
（4） 零件生产流程短，工序简化，节省了大量加工时间，特别适用于小批量零件生产试制和产品零部件维修更换等需要快速响应的场合。 

基于上述优点，自激光3D打印技术问世以来便引起了学术界和工业界的广泛关注，并在汽车、模具、航空航天业等领域获得了应用，并被认为是第三次工业革命和工业4.0时代来临的代表性革新技术。 

作为一项高新技术，3D打印也面临一些技术难点：
1）  在加工工程中因为零件会发生变形，为使加工正常进行，因而需要预测加工过程中零件的变形历程；
2）  用于零件在加工过程中产生一些变形使加工后的形状不能达到设计的要求，因而设计在何处设夹具（支撑装置）、设多少个夹具就显得很重要。

为了满足用户的最新需求，MSC公司依托已有的全球领先的CAE技术，进一步研发了能适合进行金属3D打印过程仿真的技术和软件功能。用户采用MSC独有的新技术可以高效、准确地仿真金属3D打印工艺过程。新技术包括建模和求解两个方面。采用MSC提供的特殊建模技术，无论部件形状多么复杂都能快速建立适合 3D打印工艺仿真的模型；在求解技术方面中，通常一个复杂的3D打印工艺仿真可以在几十分钟到数个小时内完成，预测的变形误差在5%以内。下面是实际通用机械和飞机结构金属3D打印仿真的结果示意图：