DfAM（Design for additive manufacturing）最常见的定义是：基于增材制造技术的能力，通过形状、尺寸、层级结构和材料组成的系统综合设计最大限度提高产品性能的方法。它被称作是增材制造的“可制造性设计”，简而言之，就是可以优化使用增材制造创建的零件的设计方法和工具。
来源：3dnatives作者：Madeleine P.编译：资源库如果您从事增材制造，那么您一定知道设计对于零件制造的重要性，而建模是任何3D打印过程中的第一步。DfAM使用户能够利用3D打印中存在的设计自由度的好处，这对于创建功能性强、性能优良的零件至关重要。但即便如此，业内有时也会忽视DfAM。但它为什么重要呢？它能为零件带来哪些好处？我们在下方列出了DfAM在3D打印中重要的10个理由。
1. 减少3D打印错误对于任何使用增材制造技术的用户而言，打印失败都是一种灾难。特别是在高度工业化的过程中，比如使用激光的LPBF或SLS，或者使用昂贵材料如PEEK和PEKK时，小小的失误就可能导致零件报废，这将在成本和时间上给用户带来重大的损失。这就是DfAM迅速显现其价值的地方。通过设计不仅可以正确地定位和支撑模型（这在确保如各向同性和防止翘曲方面至关重要），还可以让用户为零件选择正确的填充和层设置，从而显著减少打印失败。2. 更快的打印速度速度是增材制造的一个核心优势，因为这项技术使用户能够在传统制造方法所需时间的一小部分内创建零件。然而，这种速度并非理所当然。通过使用DfAM，可以通过诸如格子结构之类的设计技巧，在保持强度的同时最小化所需使用的材料量。这也将允许用户最小化支撑结构，正如下面将讨论的，这同样也减少了打印时间。3. 更复杂的设计在3D打印中，设计更复杂并不会带来额外的困难。因此，DfAM允许用户创建比使用更传统的设计规则所能制作的几何形状要复杂得多的零件。通过软件，可以设计然后打印出在几何上特别复杂的零件，尤其是金属零件。这种复杂性正是我们看到3D打印给用户带来自由的地方。4. 优化重量-性能比与前一个例子相连，DfAM还允许用户利用不同的设计软件来完全优化零件。我们一次又一次地听说，3D打印之所以在航空航天和汽车领域如此受追捧，是因为它允许你创建一个在保持其强度和其他属性的同时，明显更轻的零件，意味着更优的重量-性能比。这可以通过DfAM来实现，例如通过集成格子结构或使用拓扑优化和生成式设计来优化零件。这些设计专门用于优化和生成材料使用更少但仍满足特定约束（如强度）的零件。而在传统制造中，结果的零件可能过于复杂而难以制造，这在3D打印中则不是问题，正如上文所述。5. 更少的支撑结构支撑结构可以被视为3D打印中的“必要之恶”。虽然支撑对于确保零件在3D打印过程中不会变形或翘曲绝对至关重要，但它们也意味着更多的材料使用（影响成本和时间），这反过来又可能使后处理时间变长以及影响零件的外观。这就是DfAM能够发挥作用的地方。通过对零件进行仔细设计，比如减少悬垂、改进定位或正确选择填充设置，用户在制作零件时可以减少支撑结构的需要。6. 减少后处理接上一点，DfAM重要的另一个显著原因是它将允许用户减少整体后处理。当然，这可以通过优化支撑结构来实现，意味着在去除它们上将使用更少的时间，但还有其他考虑因素。例如，通过正确定位零件或减少层高（这些都是DfAM中重要的考虑因素），可以在打印开始之前就解决表面平滑度等问题。如果不考虑这些问题，通常后处理将花费更长的时间，因此转向DfAM的好处就显而易见了。7. 零件整合DfAM重要的另一个理由是零件整合。在航空航天和汽车等行业中，使用增材制造的一个越来越受欢迎的理由是能够通过更复杂的几何形状将多个零件整合成一个。21C超级跑车就是一个例子，制造商Divergent 3D声称它能够将数千个零件整合为仅几百个，大大降低了重量并提高了性能。这种整合只有通过3D打印才可能实现，并且可以通过学习和采用DfAM的规则来完成。8. 增加可扩展性和大规模生产诚然，下一个点不一定适用于每一种3D打印技术。并非所有技术都适合大规模生产或可扩展性，原因各异。然而，对于像SLS、DMLS、树脂3D打印和粘结剂喷射等技术，DfAM在扩大生产规模方面可以发挥关键作用。通过DfAM，可以通过堆叠在构建体积上放置最大数量的零件。考虑到DfAM可以帮助用户克服3D打印不适合大规模生产的主要批评。9. 成本优化复杂的几何形状和更轻的零件是DfAM重要的关键原因，但如果创建它们的成本太高又有何益呢？幸运的是，DfAM实际上也已被证明在制造零件时能够减少成本。2020年，The Barnes Group认为，AM中零件成本的86%是由设计驱动的，这一点一次又一次地得到了证明。只有通过设计，才能在继续保持强度和其他属性的同时减少所使用的材料量，最终影响零件的成本。此外，重要的是要认识到，更复杂并不意味着更昂贵，实际上根据设计，情况可能恰恰相反！10. 基于3D技术的优化最后但同样重要的是，DfAM重要是因为它允许用户根据特定的3D打印技术优化零件。有七大类3D技术，下面还有更多的过程，不用说，它们之间存在显著差异。一个例子是基于粉末的技术，设计时应该集成排气孔以确保零件是空心打印的。同时，在FDM 3D打印中，各向异性是常见的，因此DfAM可以帮助改善零件的各向同性。以上便是DfAM在3D打印领域至关重要的十大理由，希望大家能够学习这种创新的设计方法，以充分发挥3D打印的制造潜力。
