近年来，3D打印技术突飞猛进。与传统制造技术相比，它具有设计自由度高，可完成一体化设计、定制、制造的优势，做到了材料微观组织与宏观结构的可控成形，真正意义上实现了“设计引导制造、功能性优先设计、拓扑优化设计”。

2021年年底，上海烟草机械有限责任公司引进了行业内首台金属3D打印机，打造行业标杆，引领行业发展。经过上海烟机公司增材制造团队的努力，目前部分烟机零件已实现3D打印工艺制造，实现了上海烟机公司金属增材制造工艺从0到1的突破。

此次应用3D打印技术，上海烟机公司实现了“一个打通、两个首次”，即打通了适用于卷烟包装设备零部件的增减材复合制造的工艺路线；首次实现烟机零部件的3D打印制造，推手零件为首个3D打印制造的烟机零件，与原来的加工工艺相比，材料利用率大幅提升，加工时间缩短，实现批量化生产，并在ZB48机组上实现装机应用；首次实现烟机零件面向增材制造的结构设计优化，减少了吸风座零件的加工和装配工序，内部管路直接成型，制造效率提高，生产周期及成本降低。

为更好使用3D打印设备，今年6月，上海烟机公司引入3D打印相关的工艺仿真软件和结构拓扑优化软件，以期工艺仿真软件能够帮助用户避免零件在3D打印过程中发生变形，减少金属3D打印中经常出现的问题。

金属3D打印出的零部件经常会出现变形、开裂、碰撞刮刀或支撑开裂等现象，质量是金属3D打印要解决的关键问题。

金属3D打印过程非常复杂，成功打印出一个合格的零部件受设备、粉末、工艺参数、工艺设计等因素影响。借助3D打印工艺仿真软件，设计人员能够提前预测并基于仿真结果进行工艺优化，降低零部件打印失败率、不合格产品数量和生产成本。

结构拓扑优化软件能够帮助设计人员快速获取材料最优分布形式与最佳承力路径，在符合结构材料力学特性的前提下，实现结构的轻量化设计，获得高性能创新构型。

一般来说，拓扑优化结构比较复杂，采用传统制造工艺制备非常困难，设计人员往往需要简化拓扑构型，但这将导致拓扑优化的结构优势不能充分体现。3D打印技术使几何形式高度复杂结构的制备成为可能，解决了设计中“制造决定设计”的问题，极大地提高了设计自由度。

上海烟机公司增材制造团队表示，将聚焦“解决零部件设计与制造中存在的瓶颈问题”“弥补供应链中的薄弱环节，降低供应链风险”“产品研发阶段新零件的快速制备”等课题，持续探索研发3D打印技术，利用其优势，优化零件设计、缩短研发周期、完善卷烟包装设备供应链，为批量化生产烟机零部件提供技术支撑，打造行业内3D打印技术应用示范基地。