作者：寇晓东，清华大学水工结构专业本科、硕士、博士，日本京都大学土木工程专业博士后，多年来一直从事数值计算方法的研究与工程应用实践，CAE领域20余年研究与应用经验。曾任清华大学讲师，美国ANSYS公司北京办事处高级应用工程师，现为安世中德咨询有限公司高级咨询专家，专业从事基于有限元技术的工程仿真咨询、增材先进设计服务。

作者：张亦舒，安世亚太增材设计仿真部流体咨询工程师，美国Colorado State University环境工程学士，环境流体力学硕士。参与国内外多个工程项目，专长紊流仿真模拟，传热分析等。在3D打印机机型方面，对FDM与DMD机型均有仿真计算经验。

作者：李新路，车辆工程专业，硕士学位，10多年的汽车行业CAE仿真分析经验，参与并实施了多个国内汽车整车及零部件的仿真分析咨询项目，积累了大量的工程仿真分析项目经验，专长汽车行业内结构CAE分析、整车碰撞分析、乘员约束系统分析、NVH分析以及新能源汽车电池包CAE分析等；同时目前主要参与了多个增材设备结构仿真分析项目。

作者：付稣昇，安世中德结构仿真咨询专家，中国机械工程学会认证机械工程师资格，目前主要负责大型产品的强度、疲劳、复合材料、动力学、非线性、优化设计等方面的仿真分析工作。编写出版ANSYS Workbench相关书籍一本，预出版ANSYS nCode DesignLife书籍一本。

作者：包刚强，德国Esocaet计算力学专业硕士，近20年CAE行业技术经验和仿真咨询经验，完成日、德、中国数百项仿真咨询项目和多款CAE软件内核算法开发，现任安世中德咨询有限公司技术总经理，专业从事基于CAE技术为驱动的工程仿真咨询和增材先进设计与工艺仿真咨询。
贺进，男，上海大学材料加工专业硕士。毕业后一直从事于金属增材制造的设备开发、工艺开发和材料研究等工作，现为安世中德咨询有限公司增材制造与先进设计应用工程师。

作者：包刚强，德国Esocaet计算力学专业硕士，近20年CAE行业技术经验和仿真咨询经验，完成日、德、中国数百项仿真咨询项目和多款CAE软件内核算法开发，现任安世中德咨询有限公司技术总经理，专业从事基于CAE技术为驱动的工程仿真咨询和增材先进设计与工艺仿真咨询。

贺进，男，上海大学材料加工专业硕士。毕业后一直从事于金属增材制造的设备开发、工艺开发和材料研究等工作，现为安世中德咨询有限公司增材制造与先进设计应用工程师。

作者：李菁，安世亚太流体咨询专家，航天工程专业，硕士学位，4年数值仿真经验，涉及高超声速、多相流、颗粒物、燃烧、传热分析等多个领域，目前主要参与多个增材设备流体仿真分析项目，积累了大量3D打印设备流体优化经验。

作者：包刚强，德国Esocaet计算力学专业硕士，近20年CAE行业技术经验和仿真咨询经验，完成日、德、中国数百项仿真咨询项目和多款CAE软件内核算法开发，现任安世中德咨询有限公司技术总经理，专业从事基于CAE技术为驱动的工程仿真咨询和增材先进设计与工艺仿真咨询。

贺进，男，上海大学材料加工专业硕士。毕业后一直从事于金属增材制造的设备开发、工艺开发和材料研究等工作，现为安世中德咨询有限公司增材制造与先进设计应用工程师。

作者：谢琰军，材料物理与化学专业，博士学位，多年材料及增材制造领域研发经验，参与并实施多项金属增材制造科研课题及相关技术开发工作；目前主要从事增材制造设备及工艺相关的仿真及咨询工作。

作者：段卫毅，德国Ingolstat& Landshut 大学应用计算力学硕士，10多年CAE行业技术经验，参与并完成了数十项国内外仿真咨询项目。现为安世中德结构仿真咨询专家。擅长显式动力学分析、多尺度分析和优化分析等。

作者：张亦舒，安世亚太增材设计仿真部流体咨询工程师，美国Colorado State University环境工程学士，环境流体力学硕士。参与国内外多个工程项目，专长紊流仿真模拟，传热分析等。在3D打印机机型方面，对FDM与DMD机型均有仿真计算经验。

作者：薛一戈，安世亚太流体工程师，美国ILLINOIS INSTITUTE OF TECHNOLOGY机械与航空航天工程专业，硕士学位，超过2年的汽车行业CAD设计与CAE仿真，擅长湍流、边界层、多相流、颗粒物等多个领域的仿真与分析，目前主要参与增材设备的流体仿真分析项目，积累大量3D打印设备流体优化经验。”

作者：任志勇，加拿大Université de Sherbrooke机械工程博士， CAE领域10余年研究与应用经验。专长于应力分析、复合材料力学分析、有限元分析、结构优化。现为安世中德咨询有限公司咨询专家，专业从事基于有限元技术的工程仿真咨询、3D打印-增材制造先进设计服务。

作者：谢琰军，材料物理与化学专业，博士学位，多年材料及增材制造领域研发经验，参与并实施多项金属增材制造科研课题及相关技术开发工作；目前主要从事增材制造设备及工艺相关的仿真及咨询工作。

作者：李新路，车辆工程专业，硕士学位，10多年的汽车行业CAE仿真分析经验，参与并实施了多个国内汽车整车及零部件的仿真分析咨询项目，积累了大量的工程仿真分析项目经验，专长汽车行业内结构CAE分析、整车碰撞分析、乘员约束系统分析、NVH分析以及新能源汽车电池包CAE分析等；同时目前主要参与了多个增材设备结构仿真分析项目。

作者：张亦舒，安世亚太增材设计仿真部流体咨询工程师，美国Colorado State University环境工程学士，环境流体力学硕士。参与国内外多个工程项目，专长紊流仿真模拟，传热分析等。在3D打印机机型方面，对FDM与DMD机型均有仿真计算经验。

作者：付稣昇，安世中德结构仿真咨询专家，编写出版书籍《ANSYSWorkbench17.0数值模拟与实例精解》、《ANSYS nCode DesignLife疲劳分析基础与实例教程》，中国机械工程学会认证机械工程师，较为熟悉多种机械产品的设计原理，目前主要从事强度、疲劳、复合材料、动力学、多体动力学、高级非线性、优化设计与轻量化设计等工作。

作者：薛一戈，安世亚太流体工程师，美国ILLINOIS INSTITUTE OF TECHNOLOGY机械与航空航天工程专业，硕士学位，超过2年的汽车行业CAD设计与CAE仿真，擅长湍流、边界层、多相流、颗粒物等多个领域的仿真与分析，目前主要参与增材设备的流体仿真分析项目，积累大量3D打印设备流体优化经验。”

作者：段卫毅，德国Ingolstat &Landshut 大学应用计算力学硕士，10多年CAE行业技术经验，擅长显式动力学分析、多尺度分析和优化分析。参与并完成了数十项国内外仿真咨询项目。现为安世中德咨询专家，专业从事基于有限元分析的结构仿真咨询业务以及与增材制造相关的先进设计服务。

作者：李新路，车辆工程专业，硕士学位，10多年的汽车行业CAE仿真分析经验，参与并实施了多个国内汽车整车及零部件的仿真分析咨询项目，积累了大量的工程仿真分析项目经验，专长汽车行业内结构CAE分析、整车碰撞分析、乘员约束系统分析、NVH分析以及新能源汽车电池包CAE分析等；同时目前主要参与了多个增材设备结构仿真分析项目。

作者：郭鹏伟，安世中德增材应用工程师，目前从事金属增材工艺仿真、增材设计等工作。

作者：郭鹏伟，安世中德增材应用工程师，目前从事金属增材工艺仿真、增材设计等工作。

作者：段卫毅，德国Ingolstadt & Landshut 大学应用计算力学硕士，10多年CAE行业技术经验，完成了数十项国内外仿真咨询项目和多款CAE软件的内核算法开发。现为安世中德咨询专家，专业从事基于CAE技术的仿真咨询业务，以及与增材制造相关的先进设计服务。

增材制造技术不仅使用适用于复杂形状与结构的制造，还提供了更大的可能性来实现以产品功能为导向的设计自由度。随着汽车技术轻量化、智能化、个性化的发展，增材制造的优势正与汽车的设计及制造结合起来，包括了整车的制作、模具的开发、工装夹具检具、复杂结构、轻量化零部件以及内外饰的设计等。

增材制造技术可以实现传统工艺手段无法制造的设计，比如复杂轻量化结构、点阵结构设计、多零件融合一体化制造。增材制造是工艺的革命，同时也打开了设计的枷锁，打破了设计与制造的脱节，从而给产品设计和生产模式带来变革。

随着3D打印技术的发展和精准化、个性化医疗需求的增长，3D打印技术在医疗行业应用在广度和深度方面都得到了显著发展，如3D打印医疗手术导板、手术模型及植入物手术、口腔、矫形鞋垫等，并且发展潜力巨大。本期，增材专栏为大家分享安世亚太先进设计与增材制造技术在医疗健康领域的应用，展现3D打印在自由造型、个性化定制、复杂几何形状打印等方面的优势。

增材制造可以实现传统工艺手段无法制造的设计，比如复杂轻量化结构、点阵结构、多零件融合结构一体化制造等。增材制造不仅是工艺的革命，它还带来了设计的革命，带来了全新的设计可行性，使得改变设计理念成为必然。

更少的材料，同样甚至更好的力学性能，增材制造为设计师们打开了一个全新的领域。而通过3D打印实现轻量化的结构件，比较简洁的思路是通过拓扑优化来确定和去除那些不影响零件刚性的部位的材料。拓扑方法确定在一个确定的设计领域内最佳的材料分布：包括边界条件、预张力，以及负载等目标。然后再通过点阵填充的方法来实现局部的轻量化。

作者：李菁，安世亚太流体咨询专家，航天工程专业，硕士学位，4年数值仿真经验，涉及高超声速、多相流、颗粒物、燃烧、传热分析等多个领域，目前主要参与多个增材设备流体仿真分析项目，积累了大量3D打印设备流体优化经验。

作者：张亦舒，安世亚太增材设计仿真部流体咨询工程师，美国Colorado State University环境工程学士，环境流体力学硕士。参与国内外多个工程项目，专长紊流仿真模拟，传热分析等。在3D打印机机型方面，对FDM与DMD机型均有仿真计算经验。

作者：张效军，机械电子工程专业工学硕士，中国机械工程学会 注册机械设计工程师，高级工程师。现任安世亚太公司先进设计与制造高级技术专家、创新咨询专家。 具有14年教师工作经历，10年企业产品研发经验，9年创新咨询、设计方法研究经历。多项专利的第一发明人，所获得的多项专利均已成功应用在产品上；其中CN102141507A使产品的关键指标的合格率从原来的不足10%提高到95%以上，并且实现了全自动调校，并且没有增加成本。 多年设计领域的经验积累，量变到质变，转化为对于设计方法的洞察力，提出了基于系统工程的创成式设计方法论。

作者：张效军，机械电子工程专业工学硕士，中国机械工程学会 注册机械设计工程师，高级工程师。现任安世亚太公司先进设计与制造高级技术专家、创新咨询专家。 具有14年教师工作经历，10年企业产品研发经验，9年创新咨询、设计方法研究经历。多项专利的第一发明人，所获得的多项专利均已成功应用在产品上；其中CN102141507A使产品的关键指标的合格率从原来的不足10%提高到95%以上，并且实现了全自动调校，并且没有增加成本。 多年设计领域的经验积累，量变到质变，转化为对于设计方法的洞察力，提出了基于系统工程的创成式设计方法论。

作者：郑倩倩，天津大学化学工程专业博士，10年CAE行业研究与应用经验，擅长多相流、燃烧反应、传热分析等多个领域的仿真分析，参与并完成国内外多项仿真咨询项目。现为安世中德咨询专家，主要从事流体仿真咨询工作。

作者：薛一戈，安世亚太流体工程师，伊利诺伊理工机械与航空航天工程专业，硕士学位，超过2年的汽车行业CAD设计与CAE仿真，擅长湍流、边界层、多相流、颗粒物等多个领域的仿真与分析，目前主要参与增材设备的流体仿真分析项目，积累大量3D打印设备流体优化经验。

作者：丁杰，安世亚太战略合作部副总经理，数字孪生体实验室顾问。六西格玛黑带、TOGAF高级认证（2015），美国质量协会ASQ和企业架构联盟AEA会员二十余年制造业管理咨询、信息化规划和实施，三年增材制造生态圈战略合作经营经验。

作者：谢琰军，材料物理与化学专业，博士学位，多年材料及增材制造领域研发经验，参与并实施多项金属增材制造科研课题及相关技术开发工作；目前主要从事增材制造设备及工艺相关的仿真及咨询工作。

作者：张效军，机械电子工程专业工学硕士，中国机械工程学会 注册机械设计工程师，高级工程师。现任安世亚太公司先进设计与制造高级技术专家、创新咨询专家。

作者：张亦舒，安世亚太增材设计仿真部流体咨询工程师，美国Colorado State University环境工程学士，环境流体力学硕士。参与国内外多个工程项目，专长紊流仿真模拟，传热分析等。在3D打印机机型方面，对FDM与DMD机型均有仿真计算经验。

作者：丁杰，安世亚太战略合作部副总经理，数字孪生体实验室顾问。六西格玛黑带、TOGAF高级认证（2015），美国质量协会ASQ和企业架构联盟AEA会员;二十余年制造业管理咨询和信息化规划，三年增材制造生态圈BD合作经验。

作者：张效军，机械电子工程专业工学硕士，中国机械工程学会 注册机械设计工程师，高级工程师。现任安世亚太公司先进设计与制造高级技术专家、创新咨询专家。

抗击疫情，安世亚太在行动！近日，安世亚太联合匹克捐赠的3000条口罩调节器、联合中国医疗器械行业协会3D打印医疗器械专业委员会、万华化学捐赠的10800条口罩调节器均已全部运抵相关医院和组织，为战斗在前线的医护人员减轻耳朵压力。

作者：段海波，博士，安世亚太公司咨询总工程师，数字孪生体实验室北美分部主任。 INCOSE CSEP(2017)，MATRIZ三级认证 (2005)； ISO/TC184/SC4、SAC/TC159/SC4和SAC/TC28/SC7委员。

作者：谢琰军，材料物理与化学专业，博士学位，多年材料及增材制造领域研发经验，参与并实施多项金属增材制造科研课题及相关技术开发工作；目前主要从事增材制造设备及工艺相关的仿真及咨询工作。

作者：逯璐，大连理工大学材料工程专业硕士，擅长材料成型工艺仿真，曾参与国家863项目实施。现为安世中德咨询有限公司增材制造设计工程师，专业从事增材制造先进设计及工艺仿真服务。

作者：薛一戈，安世亚太流体工程师，伊利诺伊理工机械与航空航天工程专业，硕士学位，超过2年的汽车行业CAD设计与CAE仿真，擅长湍流、边界层、多相流、颗粒物等多个领域的仿真与CFD分析，目前主要参与增材设备的流体仿真分析项目，积累大量3D打印设备流体优化经验。

安世亚太与3D科学谷联合发布了《3D打印与5G 白皮书》，从5G技术政策环境与市场机遇，5G天线市场，5G 散热器市场，5G 小基站、滤波器市场，四个方面分析了5G 市场的发展潜力，技术需求与挑战，以及3D打印技术在赋能高附加值、复杂5G通信设备零部件制造中的机遇。

增材制造被视为是中国制造转型升级换道超车的重要技术突破口，但人才紧缺问题是增材制造产业快速发展的关键问题。安世亚太与教育部合作打造“先进设计与增材制造智慧学习工场”，围绕先进设计与智能制造人才培养体系和产教融合教育创新示范平台开展合作。

基于粉末床激光熔化的金属3D打印增材制造解决方案，是基于增材思维的先进设计和智能制造解决方案中的重要一环。安世亚太围绕着粉末床金属3D打印技术，通过增材思维的先进设计、3D打印设备、智能制造解决方案，赋能我国航空航天领域的高附加值制造。

在新形势下中国制造业面临新的“危”与“机”，通过数字化转型向服务型制造转变、从工业经济向数字经济发展成为必然趋势。 在此过程中，提出和探讨了应用系统工程方法，将数字孪生体作为顶层工具，有助于将国家和地方政府、制造业企业，以及解决方案供应商等相关方目标和资源进行整合，形成数字化转型的战略和实施框架。

本期专栏，通过安世亚太以增材思维为核心的先进设计案例分享，为大家展现面向增材制造的产品正向设计和再设计的魅力。

本文基于打印料材的温度变化以期获得料材的三态变化，从而判断打印质量。

安世亚太DCD-300是一款基于LCD面成型技术的光固化3D打印设备。该技术具有分层制造的特性、较高的打印精度、较好的表面质量，可使树脂零件的设计自由度大幅提高，并可制造一些传统工艺难以制造的复杂零件，且无需模具。能够有效缩短新品研发、产品迭代的周期，减少新品研发、产品迭代的投入，实现小批量制造。

创成式设计是通过编写算法和程序来设计的过程，是一个人机交互、自我创新的过程，具体来说由设计师选择生成模型的策略、编写算法，以人机交互的参数化建模，根据客观的设计目标，结合仿真、优化方法，直到获得最优化的设计。

随着增材制造领域中3D打印技术的快速发展，增材点阵结构在航天航空、船舶、汽车、体育和医疗等行业得到了广泛应用。点阵结构作为一种新型的结构设计，除轻量化特点外，同时还具有优良的比刚度/强度、阻尼减震、缓冲吸能、吸声降噪以及隔热隔磁等功能性特点。

增材制造不只是一种制备工艺，而是一个包括设计-材料-工艺-设备-检测-标准全方位的技术群，而先进设计是增材制造发挥作用的源头。

晶格结构，是某种结构的单胞在空间按照一定的规律组合成的结构，能够承载一定的受力并实现某种特定的功能，晶格结构具有质量轻、强度高、减震、吸能、降噪等优良性能。

本文探讨了数字孪生和增材制造等数字化制造技术应用于企业研发、制造和质控等领域对其供应链管理所带来的深远影响，以及在为供应链管理赋能过程中需要解决的一些关键问题。

虽然目前增材制造系统供应商仍然在市场上面临技术局限以及进入到量产方面的各种挑战，不过值得欣慰的是2020年金属3D打印各方面将取得重大市场进展。本文3D科学谷与谷友结合国际与国内的发展，带我们共同领略金属3D打印的现状、挑战与下一步市场格局。

作为数字技术驱动下的一项新兴制造方法，增材制造技术对传统制造思维的本质革新是什么？传统制造技术面临的发展瓶颈，为制造技术下一轮升级预留下了怎样的发展空间？增材制造技术如何推动制品性能的新一轮升级，从而再次赋能制造业？

“基于正向设计的数字化研制”体系是针对中国新工业体系建设中遇到的若干问题展开的研究成果而形成的技术体系的总结。该体系包括工业软件、增材制造、工业互联和数字孪生体四个分体系。

安世增材将增材行业技术逻辑抽象为材料与控制系统两个主要体系。 在建立增材材料体系方面，安世增材自研材料采用了金属材料、树脂材料、陶瓷材料、建筑材料及其它的分类体系；在建设增材控制系统方面，安世增材对主要的增材成形原理进行了综合抽象，形成了SLX、FFF、MJET、PSL四大实体建造体系。

本文主要对 Lattice Simulation 和ANSYS Discovery 进行分析对比，以说明 Lattice Simulation 多尺度算法在点阵结构分析中的准确性 。

安世亚太联合深圳意动航空科技有限公司成功开发了两款全3D打印微型涡喷发动机，10kg级推力的NK-10和50kg级推力的NK-50。2018年已完成1200℃以上超温试验，各项指标满足设计要求，试验中最高转速高于14万rpm，为全3D打印旋转涡轮高温点火实验。

安世亚太高级副总裁田锋提到过虽然金属增材制造增长速度近年来非常可观，但无论是直接能量沉积工艺还是粉末床融化工艺，离开仿真，金属增材制造将遭遇严重瓶颈，只能封印在低层次的应用空间。本文将直面增材工艺仿真——仿真技术的第二个深层次应用。

增材制造释放了对设计和制造批量的约束，从而推动了批量个性化定制的新工业革命。课程还重点探讨了正向设计、数字化制造所涉及的核心技术和案例，指出基于正向设计的数字化制造为产业赋能所需构建的生态平台和实施路径。

增材制造是革命性的工艺技术，它代表的是效法自然生长法则的制造思想，是一种自由制造的理念和方法论。增材制造思想启发我们：设计的终极模式是效法自然，不需过多地向工艺妥协，回归需求本源，是由产品性能驱动的正向设计。

本期微课以较全面的视角对创成式设计做一个综述，并介绍安世亚太提出的创成式设计的方法流程，并通过一些实例展示创成式设计方法在产品设计中的应用潜力。

基于增材思维的先进设计流程是创新设计技术和人的智慧的结合，在该设计流程中，正向设计是核心思想，仿真优化是核心技术。

为了更好的解决5G小基站散热器的散热问题，安世增材研发团队以增材思维为核心，确定出最优散热设计改进方案，并通过DLM-280制造成型，有效地解决了5G小基站发热件结构不紧凑，散热性能不高的问题。

安世增材通过旗下自主研发的金属3D打印机DLM-280，充分利用增材制造技术能够制造复杂结构的优势，实现涡流室的一体化打印，有效地解决了新品开发周期长，产品一致性很难保证。

本期专栏主要将分享在增材设计过程中如何通过仿真手段实现控形和控性多尺度力学设计。包括4个板块内容：1.增材制造控形与控性的多尺度力学；2.粉末颗粒结构微观力学设计;3.组元点阵结构细观力学设计；4.部件系统级的宏观力学设计。

在增材制造应用领域，点阵结构被应用在多种场合，如降低航空航天等领域零件的重量、提高热交换器和散热器的热交换效率、提高阻尼材料的抗震缓冲能力、优化骨科植入物的生物学和力学性能等等，可以说是小点阵、大作用。

顶尖配置，打破制造局限；标定一致，优质可靠；优化打印流程及结果；高度开源；集成整体解决方案。

探索设计自由和制造自由，是人类一直以来的不懈追求。

本文通过安世亚太增材设计专家对某一款运动休闲鞋鞋底的点阵材料填充设计，展示利用参数优化对点阵材料进行设计的全过程，验证了点阵材料参数优化设计方案的合理性、可行性和精度。

本期，安世亚太仿真专家以一个具备拓扑优化和点阵填充技术特点的某连接结构为示例，如何进行拓扑优化与点阵设计的过程以及一种点阵设计计算均质化力学参数的方法。

作为新一代的物质生产技术，DfAM将与新一代信息技术深度融合，成为第四次工业革命的核心技术引擎。

增材设计的核心技术是仿真驱动的优化设计技术。

参数优化应用于详细设计阶段，进行设计定型或者设计改进。

新材料的研究，是人类对物质性质认识和应用向更深层次的进军。材料创新已成为推动人类文明进步的重要动力之一，也促进了新技术的发展和产业的升级。DLM-120HT金属材料高通量制备平台可以加速金属新材料研究的步伐，为我国新材料的研究添砖加瓦。