面向3D打印体积极小的拓扑优化技术

来源：计算机研究与发展杂志2015年第1期北京时间：

作者：徐文鹏,王伟明,李航,杨周旺,刘秀平,刘利刚,

摘要：与传统制造所生产的产品相比，3D打印产品的成本仍相对较高.因此，如何能在不牺牲打印物体表面质量的前提下通过模型优化来减少打印材料消耗，对于降低打印成本至关重要.针对这一问题，借鉴传统渐进结构优化方法，结合VonMises应力计算，给出一种面向3D打印体积极小的拓扑优化算法.该算法通过模型力学计算所得的最大VonMises应力与材料允许应力之比来引导模型体积减小进化，直至最大VonMises应力达到允许应力值为止.同时，引入多分辨率技术，由粗网格再到细网格进行优化计算，有效地提高了计算效率.与现有其他给定结构模式的方法相比，该优化结果能更好地体现模型荷载受力的传递路径.

关键词：3D打印, 拓扑优化, 渐进结构优化, 多分辨率,