近年來，3D打印技術突飛猛進。與傳統制造技術相比，它具有設計自由度高，可完成一體化設計、定制、制造的優勢，做到了材料微觀組織與宏觀結構的可控成形，真正意義上實現了“設計引導制造、功能性優先設計、拓撲優化設計”。

2021年年底，上海煙草機械有限責任公司引進了行業內首臺金屬3D打印機，打造行業標桿，引領行業發展。經過上海煙機公司增材制造團隊的努力，目前部分煙機零件已實現3D打印工藝制造，實現了上海煙機公司金屬增材制造工藝從0到1的突破。

此次應用3D打印技術，上海煙機公司實現了“一個打通、兩個首次”，即打通了適用于卷煙包裝設備零部件的增減材復合制造的工藝路線；首次實現煙機零部件的3D打印制造，推手零件為首個3D打印制造的煙機零件，與原來的加工工藝相比，材料利用率大幅提升，加工時間縮短，實現批量化生產，并在ZB48機組上實現裝機應用；首次實現煙機零件面向增材制造的結構設計優化，減少了吸風座零件的加工和裝配工序，內部管路直接成型，制造效率提高，生產周期及成本降低。

為更好使用3D打印設備，今年6月，上海煙機公司引入3D打印相關的工藝仿真軟件和結構拓撲優化軟件，以期工藝仿真軟件能夠幫助用戶避免零件在3D打印過程中發生變形，減少金屬3D打印中經常出現的問題。

金屬3D打印出的零部件經常會出現變形、開裂、碰撞刮刀或支撐開裂等現象，質量是金屬3D打印要解決的關鍵問題。

金屬3D打印過程非常復雜，成功打印出一個合格的零部件受設備、粉末、工藝參數、工藝設計等因素影響。借助3D打印工藝仿真軟件，設計人員能夠提前預測并基于仿真結果進行工藝優化，降低零部件打印失敗率、不合格產品數量和生產成本。

結構拓撲優化軟件能夠幫助設計人員快速獲取材料最優分布形式與最佳承力路徑，在符合結構材料力學特性的前提下，實現結構的輕量化設計，獲得高性能創新構型。

一般來說，拓撲優化結構比較復雜，采用傳統制造工藝制備非常困難，設計人員往往需要簡化拓撲構型，但這將導致拓撲優化的結構優勢不能充分體現。3D打印技術使幾何形式高度復雜結構的制備成為可能，解決了設計中“制造決定設計”的問題，極大地提高了設計自由度。

上海煙機公司增材制造團隊表示，將聚焦“解決零部件設計與制造中存在的瓶頸問題”“彌補供應鏈中的薄弱環節，降低供應鏈風險”“產品研發階段新零件的快速制備”等課題，持續探索研發3D打印技術，利用其優勢，優化零件設計、縮短研發周期、完善卷煙包裝設備供應鏈，為批量化生產煙機零部件提供技術支撐，打造行業內3D打印技術應用示范基地。