但是当涉及到汽车行业时，由于当前3D打印用于制造的高成本，很容易让人怀疑它为消费者实施轻型汽车的潜力。最近，通用汽车（GM）携手欧特克，创造了一种通过增材制造的座椅支架，声称重量减轻了40％，虽然成本不一定适合当前的应用场景，可能要好几年才能在世界各地推出使用这些支架的汽车。尽管如此，这是一个很有前途的发展，因为它代表了增材制造向目前努力渗透的几个方向迈出的一步 – 大规模生产。

福特T型车于1907年首次下线，重量约为当今特斯拉3号车型的三分之一。今天，我们的汽车比一个世纪以前要重得多。事实上，在过去的二十年中，平均来说，给定级别（汽车，SUV，卡车）的汽车重量几乎没有变化。当然消费者选择汽车的时候并没有考虑太多关于汽车重量的因素，而是更多关注性能，安全性和功能，不过汽车重量是不容忽视的。

一百多年来，工程师们一直在探索轻量化策略。随着增材制造技术进入生产车间，进一步评估增材制造带来的轻量化的四种策略，可以更加深入了解该领域的未来可能性。

–1. 材料选择

轻量化最容易被认为是一个材料选择问题。每位材料科学工程师和大多数机械工程师都对材料与轻量化的关系十分重视，可以选择材料以达到与材料密度相关的某些性能目标（强度，模量等）。在做材料选择的时候，首先考虑符合所有设计要求的最低密度材料，当然其他因素如可制造性（例如延展性）和成本也会发挥作用，并可能主导选择考虑因素。

图：材料与强度的Ashby plot

– 2. 结构优化

重量是材料和结构组合的结果，一旦材料被选中，进一步的机会就是利用设计来降低所述结构的总重量。通过“结构”优化，包括通过去除材料（尤其是通过拓扑优化来实现），或者通过一体化结构实现即将结构合并为更少的部件，从而显着减轻重量。

– 3. 胞元结构

点阵结构或多孔材料使得在“微观”的层面上降低产品的重量。例如，在骨植入物中，通过局部变化来模仿骨的硬度，不仅实现轻量化的目的，还使得人体更加容易“接纳”这样的植入物。不过要通过点阵胞元结构来实现轻量化是不容易的事情，3D科学谷在《3D打印胞元结构建模的六大挑战》一文中介绍过连续建模需要注意的点，以及如何在蜂窝结构材料中实现精确、均匀和各向同性材料，如何注意“宏观”层面的外形设计对“微观”层面的胞元结构带来的力学性能影响，如何注意尺寸公差的影响，以及打印方向对力学性能的影响。

而在《胞元建模四大类型》一文中，3D科学谷曾详细分享了几种常见的结构，包括蜂窝结构，开孔泡沫，闭孔泡沫，点阵结构。

– 4. 多功能

在轻量化的背景下，多功能代表了以最终抵消部件数量和组装设备（如紧固件）的方式使用材料和结构的机会，从而实现轻量化。对于多功能的概念描述来自于Schaedler和Carter的2016年评论文章中的机翼原理图，如图所示。机翼的核心功能是产生升力。然而，从轻量化角度来看，我们感兴趣的是构成机翼的结构。这些结构在所有预期的环境条件下必须具有弹性，但它们也可以通过优化重心位置和/或热管理或能量存储的方式进行完善。而通过设计过程中，则需要将这些局部结构与连续拓扑结构（例如机翼和内部管道的表皮）实现结合。

图：Schaedler和Carter的2016年评论文章中的机翼原理图

在多材料，高设计保真度的时代，我们如何最佳地共同优化材料，以增材制造的方式实现更好的结构和功能？除了这些策略，从自然界吸取灵感是一种有效的方法。而在轻量化的背景下，增材制造一方面将助力轻量化的实现，另一方面由于当前的材料选择和成本限制仍然是进入大规模生产领域的挑战。但是这些挑战不会继续存在十年，无论是在我们的道路上这将这些技术转化为更轻的车辆，还是用于工程领域，增材制造的潜力正在发生作用。

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菲亚特克莱斯勒(FCA汽车集团）与McMaster大学建立了一项合作，目标是设计一种新的铝制汽车热交换器，使得通过3D打印技术实现的汽车热交换器可以比FCA集团生产的汽车中使用的汽车热交换器更轻，并且还可以保证其性能。

为了将新的设计能够无缝衔接到生产中，FCA汽车集团从设计、计算机模拟、生产参数优化、实际生产以及实验和过程分析方面都进行了研究。本期继续上期轻量化汽车热交换器的建模与仿真，菲亚特克莱斯勒的3D打印探索 （上）的话题：汽车热交换器轻量化之路（下）。

 与普通百叶窗式热交换器相比，金属泡沫材料呈网状结构，倾向于呈现规则的几何形状。铝泡沫结构的一个常见形式是截头八面体的形式，而区分铝泡沫的基本维度由每立方厘米孔隙（或基本胞元数量）的密度表示。

尽管这些泡沫结构具有比百叶窗几何形状更低的β比，但它们仍具有更大的热流体动力学效率，同时改善了热交换和压力损失。铝泡沫样本是一个拓扑优化研究的方向，在3D打印增材制造中很常见。

在Autodesk Netfabb软件库中调用不同的胞元几何形状，还可以改变这些胞元结构的基本参数，例如杆的厚度和单元的密度。3D科学谷了解到对于这些几何形状，研究小组还使用了ANSA CAE BETA软件用于将这些新的几何图形进行网格划分，在这里使用不同类型的网格的方案：均匀网格、非均匀网格和层网格。

通过Ansys Fluent来计算各种结构CFD模型中的压力损失和热交换情况。在相同的重量下，某些几何形状在热流体动力学性能方面优于其他几何形状。从结果可以看出，空气侧压力损失的增加与模型内材料的密度成正比，3D科学谷了解到事实上，具有更致密的网状结构的几何形状阻碍了空气的通过，产生了局部重要的压力跳跃，增加了总体损失。

项目组还注意到由于流体的行为，通过撞击网状结构产生强烈的湍流并导致流体在金属周围迅速混合。这导致对流换热的增加，从而不利于由边界层分离引起的压力损失。使用Ansys Post CFD3.5进行CFD模拟的定性结果优化几何结构，根据以前的分析，可以检测被检测几何结构的热流体动态性能。

项目组专注于表征点阵结构的其他尺寸的分析，例如每平方厘米的胞元密度和结构棒的直径。使用意大利Esteco公司的modeFRONTIER软件可以显着缩短分析时间并优化新的设计。

modeFRONTIER是一个优化器，3D科学谷了解到这个软件将数字技术、试验设计、智能推理、设计探索以及统计学等知识有效结合，很好的实现了CAE等软件产品的自动化操作、参数研究的DOE设计、产品性能以及成本的最优分析等，大大缩短产品的设计周期，并能提高产品质量和产品可靠性。

此外，胞元填充方面，项目组还尝试了nTopology Element软件，通过将设计CAD模型导入到Element中，在这里通过创成式算法来完成复杂的设计。

Element的功能建模涉及到通过设计算法和设置参数来实现的矢量模型，参数可由用户设置。例如，可以通过沿着网格表面来设置特定函数来创建晶格、肋或细胞结构。3D科学谷了解到设计工程师除了Element软件中自带的调用元素，也可以通过规则生成器工具创建自己的矢量单元和定义功能。通过规则生成器工具可以绘制横梁和面以创建属于自己的胞元结构。

得益于所有这些CFD模拟，可以更详细地了解不同结构的行为，并与供应商在FCA热交换器上进行的测试进行直接比较。

最后，通过Ansys的CFD-Post可以定性评估散热器各个点的压力和温度条件，以便能够解释热交换器各个区域中的热流体动态交换行为模型。

最后，所有的模拟结果都在Excel中列出，并且为了进行一般比较，已经考虑了以下因素：

- 通过热交换器的空气速度（m / s）

- 空气侧压力损失（Pa）

- 冷却液流量（Kg / s）。

- 压力损失冷却液侧压力（Pa）。

- 温度出口空气侧压力（°C）。

- 温度出口水侧温度（°C）。

- 重量（Kg）。

利用众所周知的流体动力学公式，对于每个模型都可以追踪总热交换和热交换系数。再次注意到，随着网状结构的密度增加，压力损失和热交换增加。而且，在制冷剂侧，管道厚度的增加对应于通道部分的减小，并因此导致相当大的压降。

最后，选择了四种不同几何形状的点阵胞元结构用于3D打印。关于3D打印过程中需要注意的细节，3D科学谷将在后续的文章《轻量化汽车热交换器的3D打印过程，菲亚特克莱斯勒的探索 》中进行详细介绍，敬请持续关注。

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超轻材料的性能主要取决于它的结构（孔隙和固体成分在空间上的分布）和固体成分的性能（刚度、强度等）。现有的超轻材料有二氧化硅气凝胶（ρ≥ 1 mg/cm3）、碳纳米管气凝胶（ρ≥4mg/cm3 ）、 金 属 泡 沫（ρ≥10mg/cm3）、聚合物泡沫（ρ≥8mg/cm3 ）、超轻的氮化硼泡沫（ρ≥ 1.6mg/cm3）以及金属微晶格（ρ≥ 0.9mg/cm3）等。

 1.气凝胶

在超轻材料的发展过程中，气凝胶是最先出现的一种。 气凝胶是一种结构可控的纳米多孔轻质材料，具有纳米结构、高比表面积、高孔隙率等特点，在热学、声学、光学、电学等方面具有特殊的性能。尤其在绝热方面，气凝胶是迄今为止绝热性能最好的材料之一。根据气凝胶材质的不同，将其分为：硅系气凝胶，碳系气凝胶。

1.1 硅系气凝胶

硅系的气凝胶是气凝胶中最传统也是最常见的一类。 硅系气凝胶中主要的就是二氧化硅气凝胶，被称作“蓝烟”、“固体烟”。 Tilloton等通过改良的两步溶胶-凝胶过程制备出了无裂缝、密度在3-80 mg/cm3的透明二氧化硅气凝胶材料。 得到的二氧化硅气凝胶的密度更低。 而Koncon等通过超临界的乙醇干燥两步溶胶?凝胶过程得到的二氧化硅气凝胶，密度更小，其最小密度可达到2.3mg/cm3。

1.2 碳系气凝胶

碳系气凝胶又可分为碳纳米管气凝胶、石墨烯气凝胶、碳纳米管?石墨烯复合气凝胶以及碳纳米纤维气凝胶。将碳纳米管、石墨烯等制备成超轻材料时，在质轻的同时兼具了这些碳材料的功能，这就更大程度地满足了超轻材料的多功能性。 所以近年来，材质为碳及其复合物的气凝胶、泡沫、点阵等超轻材料层出不穷，这也说明了碳材料作为超轻材料的广泛性。

Li等则通过冷冻干燥的方法，制备得到密度为4.4-7.9 mg/cm3 的石墨烯气凝胶，该种气凝胶最大的特点是防火。Qian等通过将酚醛树脂自组装、冷冻干燥的方法也得到了石墨烯气凝胶，这种方法制得的气凝胶密度更小，可达到3.2 mg/cm3。Sui 等利用超临界CO2合的方法（无需搅拌）将氧化石墨烯的水分散液、碳纳米管以及维生素C化合制备得到一种碳纳米管?石墨烯混合气凝胶。由于其中没有使用有机溶剂等环境不友好的试剂，这种合成被认为是绿色无污染的。 材料密度最小可达32.2m3，比表面积可达435 m2/g石墨烯弥补了碳纳米管电子转移的缺陷，同时碳纳米管增加了石墨烯的层间距。该种材料结合了碳纳米管和石墨烯的优点，使得材料具有很多优良的性能。如：电导率最高可达2.8S/m，具有较好的海水淡化能力（633.3mg/g），比最强淡化海水的能力（440.1mg/g）高15.8倍。从以上总结可以看出气凝胶从最初的二氧化硅气凝胶发展到功能性更强的碳系气凝胶经历了漫长的几十年。 制备气凝胶的方法也越来越多样，对材料的选择也趋于多种类。 这使得气凝胶也向着密度更低、功能更强的方向发展。 而超轻材料的结构远不止气凝胶这一种，材料的选择也还有很多。

 2. 泡沫材料

泡沫材料、气凝胶以及之后要介绍的点阵材料均属于多孔材料。 多孔材料是生物材料中普遍存在的一种典型结构，并在动植物等生物体内发挥着不可替代的生物作，如常见的木材、珊瑚、骨头等天然多孔结构的材料能够长期承受巨大的载荷。多孔材料由固体骨架和大量的孔隙组成，孔隙的存在降低了材料的质量，同时也增大了材料的比表面积。多孔材料按照结构规则程度划分为两种类型，一类是无序多孔材料，如气凝胶和泡沫材料。 另一类是有序多孔结构的材料，如点阵材料。

泡沫材料作为一种含有无序孔隙的多孔材料，按照孔隙的形态可分为开孔泡沫和闭孔泡沫。开孔泡沫指的是孔隙与孔隙间相通，闭孔泡沫即孔隙表面是闭合的，孔隙与孔隙间被固体骨架所隔开。而按照泡沫材质的不同，可分为金属泡沫、碳系泡沫和聚合物泡沫。 下面就按照材质的不同对超轻泡沫材料进行介绍。

2.1 金属泡沫

金属泡沫是上世纪80年代后期才迅速发展起来的一种结构功能材料。金属泡沫不仅具有金属本身的导电导热性，也由于该种泡沫的结构具有诸如轻质、高比表面、刚性大、减振效果好等物理性能，所以作为新型的功能材料具有广泛的应用，如汽车以及航天飞机的制造中。但是随着碳系泡沫以及点阵材料的出现，金属泡沫不论是从材质还是结构来说，其应用都受到了一定的限。 而且，金属泡沫的密度虽属于轻质，但是达到超轻范围的却不多。Taappan 等在惰性气体中将活性配体苯并三唑(BTA)与金属铁配位，通过将配位体自蔓延燃烧的方法得到铁的金属泡沫（图 1）。这种泡沫的密度可达到11 mg/cm3，比表面积为 270m2/g。他们还通过这种方法得到了钴、镍、铜的金属泡沫。

图 1 铁泡沫：(a) 铁泡沫和未燃烧的Fe-BTA；(b)配位体自蔓延燃烧法制备的铁泡沫 SEM 图 (1μm)；（c） 图(b)的放大图(200nm)
 
 2.2 碳系泡沫

碳系泡沫经常由金属泡沫作催化剂在其基础上加工得来。 但是与金属泡沫相比碳系泡沫具有更多的功能。如由Wu等制备得到的3D石墨烯泡沫是通过镍泡沫做牺牲模板，将电处理过后的薄石墨烯沉积在模板上，然后在FeCl3/HCl的混合溶液中将模板腐蚀掉得到的。这种石墨烯泡沫可用作超级电容器。 其在水电解质中，当电流密度为0.5A/g时，可提供113.2F/g的电容量，且在循环1000次之后，仍可以保持90%的电容量。

Chen 等则利用CVD的方法用甲烷做碳源，在镍泡沫上反应后通过在 FeCl3/HCl的混合溶液中将模板腐蚀掉，从而得到密度约为2-3 mg/cm3的石墨烯泡沫(图2)。

图 2 石墨烯泡沫：（a）170×220 mm2 自支撑石墨烯泡沫的照片；(b)石墨烯泡沫的 SEM 照片

2.3 聚合物泡沫

聚合物泡沫同样具备轻质高强的性质，同时由于聚合物特有的性质，聚合物通常具有形状可塑性及记忆功能。Singha 等利用二氧化碳气体发泡的方法制备得到一种密度为 15mg/cm3的聚氨酯泡沫.这种聚合物泡沫具有好的形状记忆功能和生物相容。Shastri等通过碳氢化合物颗粒做模板制备得到一种低密度的大孔聚乳酸泡沫。这种泡沫具有良好的形状可塑性，可用于固体支撑和医疗设备。也可用作热和机械绝缘体。 用碳氢化合物颗粒做模版可以控制泡沫空隙的孔径大小和形状，为制备多孔材料提供了一个很好的控制孔隙的方法。以上总结可以看出，金属泡沫、碳系泡沫和聚合物泡沫的低密度都是通过泡沫结构的多孔性来实现的。 但是泡沫的孔隙与气凝胶相比，通常孔的尺寸较大但是孔隙度不足，这也是现有的泡沫材料没有气凝胶密度更低的原因。

 3.微点阵材料

微点阵材料是近年来兴起的一种新颖的多功能超轻材料。 尤其是从 2011 年 Schaedler 等制备得到超轻多孔微点阵镍材料(ρ ≥ 0.9mg/cm3) 成为当时“世界上最轻的材料”以来，微点阵材料的研究就汹涌而至。Xiong已经对微点阵材料的种类、性能、用途等方面进行了一定的总结。 微点阵材料最大的特点是其结构的有序性。 微点阵材料与泡沫相比是一种周期性有序的多孔材料。 孔隙无序的材料相对比表面积高，表观密度小，有序结构相比这方面的性质会稍微差一点，但是由于其有序性使得材料具有高的硬度和强度。而高强度材料在应用方面更占优势。从图3就可以看出点阵材料在机械强度方面的优势。

 图 3  现有材料的强度与密度的关系图

3.1 金属微点阵材料

金属微点阵材料是最先出现的微点阵材料的类型。2011年美国加州大学欧文分校和加州理工大学的研究者们(Schaedler 等) 利用自蔓延光聚合法制备得到的硫醇?烯聚合物微点阵作为模板，之后再模板上进行化学镀镍，再将模板刻蚀掉得到正八面体空心管微晶格镍材料，首次制备出了结构可控、材料利用率高的超轻多孔微点阵材料，密度最小可达0.9mg/cm3该材料能量吸收强与弹性体相似。该材料的这些优异的性能归因于材料在结构上的多级次尺度结构（从纳米到微米至毫米），这种尺度结构可从图4中表现出来。

图4  微点阵镍的制备步骤及结构层次图

Wang 等通过3D 打印的方法制备了聚合物点阵，然后在其表面进行化学镀铜，再通过恒温(60℃)浸泡在氢氧化钠溶液中、时间为24h的方法将 聚 合 物 模 板 去 除。 得 到 了 最 小 密 度 可 达7.2 mg /cm3的空心金属铜微点阵。

3.2 陶瓷微点阵材料

陶瓷是人类生活和生产中不可或缺的一种材料，由于较高的强度、硬度及耐高温、抗腐蚀性等特点，其应用范围遍及各个领域。 尤其在我国，陶瓷制品从古至今都在人们的日常生活中起着重要的作用。 但是由于其易碎且对于裂缝的敏感性，对于制备结构材料来说不是最优的选择。陶瓷点阵材料不仅超轻、强质且可在一定程度上克服其脆性。

Meza 等就证实了纳米级的陶瓷材料同时具备超轻、比强度高的等特性，且可在压力达到50%时，仍可恢复原形。这种材料通过双光子光刻技术得到聚合物模型，用其做模板，通过原子层沉积镀上一层纳米级的氧化铝膜，并通过氧气等离子体将聚合物模板刻蚀掉，得到厚度为5-60nm的中空氧化铝陶瓷点阵（图5），对应的密度为6.3-258mg/cm3。这种超轻的陶瓷材料具有能量储存的功能，并可以通过改变厚度/半径比值的大小，减小和抑制材料的脆性断裂。Meza等还利用这种方法得到厚度为75nm的中空氮化钛纳米点阵，这种材料具有较好的机械强度，屈服应力可以达到1.75GPa。

  图 5 中空氧化铝纳米点阵：(a)170×220 mm2 自支撑石墨烯泡沫的照片；(b) 石墨烯泡沫的SEM 照片

3.3 碳系微点阵材料

上述已经说明碳材料具有优良的性能，故各种超轻材料均有碳系材质的参与。 微点阵材料也不例外，Jacobsen 等在3D打印的光敏树脂微点阵材料表面浸渍丙烯腈，然后高温烧蚀得到了超轻的玻璃碳微点阵，这种材料的压缩强度可达到10.2MPa。

微点阵材料作为一种可设计性很强的新型超轻材料种类，已经得到了一些性能优异的超轻材料。3D 打印等科技的结合为点阵材料的发展提供支持和保证。 这种材料的结构更利于得到力学性能强的超轻材料，这就使得到密度更低、力学性能更强的材料得到了进一步的发展。

Jiang等在金属微点阵、陶瓷微点阵以及碳系微点阵方面进行了相应的研究，利用3D 打印技术得到金刚石结构的高聚物模型，并通过化学镀镍、烧蚀模板的方法得到了密度为19 mg/cm3的空心镍微点阵（图6），接近超轻材料的范围。

图 6 空心镍微点阵：(a)空心镍微点阵的照片；(b)空心镍微点阵金刚石结构的 SEM照片

 4. 总结

综上所述，各种材料均有其优点也有一定的缺陷。 超轻材料的研究还需从以下3个方面进行研究:

(1)利用各种材料的优点来制备复合结构型的超轻材料。

(2)超轻材料的功能化。

(3)寻找其他结构来丰富超轻材料的多样性。

随着微型 3D 打印等科技的发展，制备体积更小、质量更轻、强度更高的微点阵材料已经成为超轻材料发展的趋势。 相信以后还会出现性能更多、更好的微点阵材料以及更优于现有结构的超轻材料，尤其在新的增材制造方面将会发挥更大的作用。

来源：材料人网

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就像建筑用的空心砖，胞元的应用减少了材料的使用，有效帮助实现轻量化，而与此同时，如何保证仍然满足力学性能的要求，则成为建模界“才下眉头、却上心头”萦绕不散的要紧事。本期，3D科学谷与谷友一起来探求这些要紧事究竟是从何而来，因何而起的。

力学的事儿，结构大作为

1 连续建模

当你把材料均匀的分散在每个结构点上，你可能会觉得这些点阵上的材料特性也是一样的。然而，忽略那些蜂窝结构中的连接支柱/节点部分的研究将带来错误的建模或者是打印过程。那些各向异性是在建模过程中就需要考虑的因素，而诸如表面粗糙度、局部结构或尺寸公差这些问题在小于1毫米厚的连接部位变得尤为突出，与此同时对加工工艺的了解变得尤为重要，通常情况下相同的几何形状，在不同的工艺条件下产生明显不同的结果。

图：蜂窝结构压缩下弹性应变不均匀的地方

2 大小的影响
尺寸效应是显著的，包括尺寸函数变化都是门高深的学问。 如何在蜂窝结构材料中实现精确、均匀和各向同性材料，不仅仅是个数学问题。以弹性模量为例，这个属性的提取强烈地依赖于参与实验表征过程中的胞元数量。考虑到实验工作的进行，改变多轴向和纵向胞元的分布，下图的测试样品由六边形蜂窝组成。研究这些胞元的大小如何影响产品的性能，这是一个重大的挑战，或者说这本身就可以成为一门学科，由此还延伸出另外一个问题，表征胞元特性的正确样本设计是什么？

图：压力显示结构与胞元数有很强的相关性

3 接触效应
在压力试验中结构件顶部和底部的力学分布与位于结构件中间的可能是大不相同的，通过调整胞元的设计可以达到更好的力学压力分配。

图：压力分配情况

4 宏观结构的影响
不仅仅微观分布对宏观结构的力学性能带来影响，另一方面，宏观结构也会对微观结构带来影响，包括非常高的纵横比，在宏观变形包括宏观层面上引起的弯曲通常带来胞元的力学性能的变化。

5 尺寸公差的影响

虽然所有的制造过程中都允许一定程度的尺寸公差，但是这些尺寸误差用在含胞元结构的产品上可能带来非常显著的作用。在这里，3D科学谷拿一个典型的工业3D打印过程来说，公差在75微米（0.003″）的蜂窝结构（特别是微格）往往带来250-750微米的厚度公差。这些被“放大”的错误使得设计和制造都面临着双重的挑战，而且还需要通过渗透到内部的测量手段，包括X射线扫描。不仅仅是昂贵的检测方法，除了对建模的高要求，针对增材制造的高效仿真分析软件变得尤为重要。

图：0.004″的尺寸公差带来7%的厚度错误

6 细观结构的影响

增材制造的分层打印特性引入了一系列的挑战，拿激光粉末床融化过程举例，悬垂面与水平面的角度往往带来不同程度的表面情况，体现在蜂窝结构中，可能导致在不同的打印方向上的不同厚度结果。

图：打印方向影响的打印结果

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在设计轻量化结构零件时，需要结合整个零件的功能实现，综合考虑空隙精度、空隙率、空隙形状、空隙大小、孔分布以及相互之间连通性等因素。轻量化结构零件由基本结构、外形结构及超轻结构合成。在这个过程中，体现出设计能力的水平，这时候，辅助设计软件应运而生。

基于云的复杂晶格建模软件平台:Betatype发布alpha版本Engine For AM，这是个基于云的CAD / CAM解决方案，用来为增材制造实现诸如晶格这样的复杂的几何形状。

Engine For AM的三个主要特点是：

－简化复杂几何模型建模

－复杂几何模型到通用和特定的增材制造过程的数据转换

－对式材料到体积设计的实现

图片来源：metal-am

Betatype Engine更容易为设计师所使用，其特别的设计使得设计师不需要创建坚实的网格（Solid Mesh)。通过抽象的算法，大大降低了CAD模型数据的复杂度，并且使文件大小被大大减少，使得模型数据更容易管理。

Betatype Engine还提供晶格数据模型被调用，这些模型在电脑中用鼠标拉到CAD模型上，就可以形成轻量化晶格结构，这些模型包含几何参数和工艺参数。与材料校准相结合，Engine可以提供更高的细节和更快的建模速度。

鼠标拉动晶格素材到模型上／图片来源：Betatype

晶格分布到模型中／图片来源：Betatype

Betatype Engine 4个关键的好处包括：

－在设计高度复杂的几何形状的时候保持CAD数据模型不过于庞大，易于管理

－专为增材制造所定制，使得模型具备增材制造所需要的最多细节

－从设计到制造的时间缩短。

－通过优化激光策略快速准确地构建复杂结构

通过精细化结构设计推动材料技术发展

Betatype Engine将给材料技术带来极大的发挥空间，包括形状渐变结构,创造复合材料，泡沫夹心板结构，及其他结构材料。不仅仅是将自由的几何复杂性进行到极致，还给设计师带来极大的自由度。

图片来源：Betatype