增材制造行业的价值高达 138.4 亿美元，是现代增长最快的制造技术之一。选择性激光烧结 (SLS) 是创新的 3D 打印技术之一，推动了其迅速崛起并激发了大规模的工业适应。 在这本综合指南中，我们将讨论 SLS 打印的各个方面，包括其工作流程、优缺点、材料功能及其一些应用。 什么是选择性激光烧结 3D 打印？ SLS 3D 打印利用引导激光作为热能源，将原材料颗粒层烧结成坚固耐用的结构。这些颗粒在加热时会聚结在一起而不会熔化。这就是为什么它被称为烧结过程，而不是熔化过程。 此外，SLS 3D 打印机具有从桌面到大型工业的各种构建体积。它们在激光类型（光纤、二极管、CO2 激光等）、激

自 1995 年推出以来，SolidWorks 已成为广泛采用的计算机辅助设计 (CAD) 和计算机辅助工程 (CAE) 套件。事实上，截至 2016 年 3 月，SolidWorks 已经占领了 32% 的 CAD 市场，使其成为领先的 CAD 套件。 2016 年计算机辅助设计 (CAD) 市场 来源： SolidWorks 这并不奇怪。 SolidWorks 是一款功能强大且用途广泛的 CAD 套件，它不仅使工程和设计团队能够轻松地设计、分析和记录他们的工作，而且能够相对无缝地针对不同的产品开发问题进行管理。 这方面的一个例子是 SLDPRT（SolidWor

在设计和分析阶段之后，计算机辅助设计 (CAD) 文件通常会转换为多面体文件格式，以便在 3D 打印机中进行准备和制造。 STL（STereoLithography 或 Standard Tessellation Language）是最常见的多面体文件格式，最初于 1987 年开发用于将 CAD 文件转换为 3D 打印机的可读格式。 总的来说，毫无疑问，STL 在保留设计意图方面有其局限性。事实上，STL 只能读取没有颜色、纹理或其他设计元素的 3D 对象的表面几何图形。正是出于这个原因，微软和其他公司正试图推动 3MF 作为替代方案。 然而，STL 的普遍性和持久使用使其成为一种久经考验

3D 可视化——可与 3D 建模、3D 图形、3D 渲染和计算机生成成像 (CGI) 互换使用——基本上是使用 3D 图像来分析设计。 3D 可视化几乎可以用于任何行业和用例，尽管它在工程、建筑、制造和其他复杂领域很常见。 在制造业中，3D 可视化是一个关键要素，通常通过计算机辅助设计 (CAD) 软件（例如 Dassault Systèmes SolidWorks）交付。 多亏了 CAD，工程团队已经能够以数字方式设计用于物理生产的零件。同时，3D 可视化使设计和制造团队能够在投入资金投入生产之前识别和纠正设计缺陷、测试变更等。 在这篇文章中，我们将探讨如何利用 3D 可视化来降低成

3D可视化是使用3D视觉来分析设计或场景的过程。 事实上，3D 可视化软件不仅限于静态图像，它还包括高度复杂的、数据驱动的模拟。 然而，在制造过程中，相当一部分 3D 可视化工作致力于尝试理解设计的细节。这种“设计”可能是用于更大系统的一部分——例如。引擎的一个组件——并且，反过来，具有几个特定的​​属性。 例如，飞机涡轮风扇发动机需要大量的单独零件。其中包括发动机的水晶叶片，它不仅要以极高的速度旋转，而且还要能抵抗极热的温度。 借助 3D 可视化，设计和制造团队可以查看这些组件将如何在模拟的真实条件下运行。 这样做可以让这些团队测试他们的设计，并在需要时在实际生产原型之前识别和解决某

这是一个竞争激烈的世界，与所有制造商一样，增材制造 (AM) OEM 在将其产品与竞争对手区分开来时面临着压力。 为什么最终用户会选择您的机器而不是其他供应商的机器？ 虽然它可能归结为功能和易用性，但通常最重要的标准是您可以提供的解决方案的完整性。 在 AM 世界中，完整性归结为软件解决方案与硬件的紧密耦合程度问题 ，以及它可以处理多少流程或工作流。 为了提供完整的解决方案，增材制造 OEM 采取了多种方法： 提供软件解决方案，依托市场解决终端用户问题 将最终用户指向经批准的第三方软件供应商 与他们的机器一起提供白标软件解决方案 基于 OEM 平台构建自定义应用

对于外行来说，3D 打印似乎是一个简单的过程——下载您的 CAD 文件并点击打印。但增材制造的世界更为复杂。制造商将不得不应对一系列不同质量的数据格式（特别是如果制造商必须与多个分包商打交道进行组装）。这些数据需要正确转换、防水和可制造——同时保持设计意图。然后制造商需要组合尽可能多的部件，以最大限度地减少打印时间和材料浪费。 初创公司希望满足增材制造 (AM) 的数据准备需求 输入 体素舞蹈 , 中国上海的一家初创公司，正在寻求为混乱带来秩序。该公司宣布了他们的软件解决方案，Voxeldance Additive ，在 5 月的 RAPID+TCT。该公司的软件解决方案处理一系列数据准备

随着制造商开始越来越依赖增材制造 (AM)，从 3D 打印的几个精选零件转移到复杂系统中的数百个组件，需要一种有凝聚力的方法来管理这种过渡和相关的工作流程。公司已尝试通过单点和本土解决方案来应对这些复杂性和挑战，并尝试使旧系统适应新的现实。 汽车制造商有助于说明行业在从传统制造快速过渡到增材制造时面临的问题。现代汽车由来自世界各地数百家供应商的数千个组件制成。结果是汽车制造商必须处理范围广泛的供应商、流程和数据格式。 为数据混乱带来秩序 位于柏林的 3YourMind 开发了一套工具来帮助公司管理复杂的增材制造工作流程和系统生产。 3YourMind 解决方案的核心是他们的AM 订单管理

在这篇文章中： 什么是 FEA（有限元分析） 有限元分析与仿真软件原理 有限元分析的一般过程 有限元法的类型 CAD 中的有限元分析应用程序 FEA 软件为何有用 底线 工程师的地位令人羡慕，他们要对他们设计的所有产品和结构的完整性和安全性负全部责任。设计上的小错误通常会导致迫在眉睫的灾难（经常上法庭并被起诉）。 这就是产品和结构在部署到现实世界之前要经过一系列压力测试和优化的原因。但是这样做超过数百次迭代（并按比例计算）可能会非常昂贵。因此，工程师经常寻求模拟建模技术（如有限元分析）来自动化和简化此测试。 这有助于减少迭代原型的材料使用，否则这些材料将用于实现。

计算流体动力学 (CFD) 是一门使用数据结构来解决流体流动问题的科学，例如速度、密度和化学成分。 该技术用于气蚀预防、航空航天工程、HVAC 工程、电子制造等领域。 下面列出了当今最常用的 CFD 仿真应用程序。 1。防止气蚀的 CFD 模拟 空化是在液体中形成气泡，当物体（例如螺旋桨）穿过液体时会发生。气蚀会损坏螺旋桨、喷嘴、涡轮机、溢洪道和阀门。 空化是影响广泛工程领域的关键流体动力学问题。 最大的问题？ 在物理应力测试期间很难检测到由气蚀引起的组件损坏 - 因为损坏是渐进的，并且在达到临界阈值之前不会显示出明显的影响。 例如，测量螺旋桨气蚀损坏的一种方法是使用仪

5 月 15 日至 19 日，制造工程师协会举办了年度 RAPID 活动——北美历史最悠久的增材制造会议。我去年参加了这个节目，所以我对节目的焦点发生了如此大的变化感到惊讶。去年，针对爱好者的个人 3D 打印机和应用程序增多了。展出的物品包括可穿戴的 3D 打印连衣裙和鞋子，以及售价不到 500 美元的家用 3D 打印机。今年展会的重点发生了重大转变，更多地关注商业/生产解决方案——高端 3D 打印机，重点是生产环境和与业务相关的应用程序。或许展会的这种转变预示着该行业的发展方向。 针对 3D 打印优化的 CAE 软件 典型的 CAD 设计会创建实体，这既浪费又昂贵，消耗的材料比必要的多

我们之前已经写过 3D 建模和打印在医疗应用中日益重要的作用，以及它对改善人们生活的影响。但这项技术在实现挽救生命的程序方面有着更大的希望。 在过去的博客中，我们介绍了由麻省理工学院生物机电一体化研究小组开发的动力假肢，其中必须对下肢进行建模，以了解内部结构以及用于控制肢体的单个组织和肌肉的强度。因此，虽然基本肢体是标准结构，但必须为每个客户建模和制造附件和传感器结构。 我们还讨论了大规模定制将如何扩展到手术室，外科医生将在手术室中插入定制的冠状静脉支架和替换关节以适合患者，并且很快，患者将对其受影响的动脉和关节进行 3D 建模以确定确切的配置和尺寸需要。 这两组应用程序都展示了 3D

关于增材制造的前景，以及一切都将在多长时间内按需 3D 打印，从而迎来光明灿烂的未来，已经写了很多文章。 3D 打印现在可以用于鞋子、汽车甚至房屋等多种物品。虽然传统的减材制造和生产不具备 3D 打印的性感魅力，但它仍然是制造的支柱，可以提供更低的成本和更高的精度。 很明显，增材制造和减材制造和生产必须共存，但它们会合并吗？未来，我们会在不区分两者的情况下谈论混合制造吗？ 3D 打印成为焦点 本月，德国的利勃海尔宣布在空中客车飞机上飞行的第一个 3D 打印主飞行控制液压部件。他们的声明颂扬了 3D 打印的优点，在减少 30% 的空间内减轻了 60% 的重量。虽然收益令人印象深刻并提供了许多

新一波的创新流程和解决方案可以提高产品生产量，并实现曾经不可能的产品创造。基于模型的设计 (MBD)、增材制造（3D 打印）、普遍的工程仿真和机器人技术等进步使得简化产品开发流程、降低生产成本并加快上市时间成为可能。 MBD 对制造业产生了深远的影响，将设计从 2D 领域转移到 3D 领域，大大提高了从概念到成品的速度。借助可用的 3D 建模工具，工程师不仅可以用软件设计零件，还可以设计整个系统，包括虚拟仿真、测试和机械检查系统的能力。虽然软件能够将制造与设计联系起来，并加快物理设计过程，但更难优化的一个领域是分析。 今天的实际情况是 3D 分析在时间安排和需要专业人员方面非常昂贵。现有的

随着增材制造（例如 3D 打印）的普及，尤其是在航空航天等高科技行业，我们采访了 Spatial 产品管理总监 Ray Bagley 建立对迷人趋势的理解。 在这次采访中，Ray 探讨了减材制造（几十年来制造工艺的支柱）与增材制造有何不同，以及后者在新的优势和挑战方面提供了什么。 面试官： 让我们首先澄清增材制造和减材制造之间的主要区别 雷巴吉 ：在减法中，您从一大块材料开始，然后一点一点地从中去除材料，直到达到最终形状。可以通过铣削、车削、钻孔、腐蚀、磨削或锤子和凿子来去除。 在增材制造中，您从零开始，一点一点地添加材料——只在需要的地方——直到达到最终形状。有许多不同的添加剂技

在我们对 Spatial 产品管理总监 Ray Bagley 的采访中，我们讨论了 3D 打印和增材制造作为一个整体是如何改变制造业的。 我们还研究了 3D 打印机制造商在 3D 打印技术的持续发展方面面临的一些核心挑战，以及软件如何不仅是解决他们的问题，而且是解决最终用户问题的关键部分。 为什么 3D 打印对制造商有利 面试官： 3D 打印正成为越来越流行的制造和原型制作方法。如何最好地利用增材制造技术？ 雷巴吉 ：增材制造服务机构让任何人都可以轻松制造零件！只需将 3D 模型上传到打印市场，您就可以立即从可用的增材制造材料、技术和供应商中进行选择。 我可以以不到 10 美

增材制造软件组件的使用在高科技行业中不断增长。根据市场研究公司 MarketsandMarkets (M&M) 的数据，2017 年 3D 打印机生产和增材制造产值增长至 35 亿美元。增材制造的主要采用者是医疗设备、航空航天和汽车行业。 这并不奇怪。在增材制造中，打印复杂形状的成本与简单设计的成本相同，尤其是小批量时。 医疗器械和手术 增材制造的优势是医疗行业的福音。通过利用增材制造，医疗行业正在为牙科和骨科应用构建高度定制的植入物。由于增材制造消除了工具和设置成本（减材制造所需），因此医生在向患者提出定制植入物和假肢时无需担心规模经济。 此外，增材制造还使制造商能够生产出非常

自 1980 年代推出以来，IGES（“初始图形交换规范”的缩写）是用于实现 CAD 文件共享的主要计算机辅助设计 (CAD) 格式。 作为 1976 年至 1984 年美国空军 (USAF) 集成计算机辅助制造 (ICAM) 项目的结果，IGES 成为一种广泛采用的供应商中立 CAD 格式。如今，包括 SolidWorks 在内的各种 CAD 行业领先解决方案都可以读取 IGES 文件。 然而，尽管广泛使用，IGES 的价值正变得越来越有限。首先，它的最后一个官方规范（5.3 版）于 1996 年发布——即 22 年前。其次，增材制造领域的变化要求 CAD 文件在设计和分析工作流程的各个

增材制造这些术语有很多混淆 和 3D 打印 意思。 这不足为奇。毕竟，这两个术语都涉及非常相似的过程。 增材制造和 3D 打印都描述了通过逐渐构建薄层材料来创建对象的过程。 在本文中，我们将准确解释什么是增材制造和 3D 打印、它们之间的关系以及它们的用途。 增材制造在 3D 打印中的用途是什么？ 在传统制造中，零件通常由较大的材料块加工而成。换句话说，从起始块中减去材料以形成零件。自然，这会造成大量浪费。如果您曾经看过机械师将一块坚固的金属或木头加工成成品零件的视频，您可能会被大量浪费的材料所震撼。 相比之下，在增材制造中，零件是通过堆叠材料层来形成成品零件的。它是如何工作的？

增材制造中的 SLS 用于在几小时内将 3D CAD 设计转换为物理部件。 选择性激光烧结的定义是什么？ SLS 代表选择性激光烧结，一种 3D 打印或增材制造 (AM) 技术。 SLS 使用一种称为烧结的工艺 ，其中粉末材料被加热到接近熔化的温度，导致颗粒结合在一起形成固体。 SLS 可以使用多种材料——最常见的是尼龙，但有时也可以使用塑料和金属。 由于其能够生产以前“不可能”的零件（请继续阅读以了解更多信息）以及材料的高可回收性，SLS 自 1990 年代初商业化以来一直在工业环境中流行。 SLS 最初由 Carl Deckard 和 Joe Beaman 在 1980 年代在美