货运卡车、重载列车、客运巴士和城规资产等商业交通工具依靠压缩空气和气动装置来有效的操作和控制重要的车辆功能，包括乘客车门操作到车辆制动系统等。使用增材制造（AM）加固气动部件和减少部件数量则不仅有助于实现减重，而且可以提高整个系统的工作效率。具有更好产品质量的增材制造部件减少了空气泄漏机率，提高了可靠性，并通过简单和准确的故障排除诊断方法改善了使用体验。
3D系统的AM解决方案，包括AM应用专业知识、先进的AM软件、多种3D打印硬件技术和高性能材料，可以协助创新和优化气动控制应用。AM解决方案可以实现定制的部件整合和减少部件数量，从而实现更高效的组装和维保，降低库存成本和供应链物流成本。
制动系统及气动装置增材制造解决方案
商业和公共交通应用制动系统和气动控制装置的AM的关键推动力
传统制造技术的局限性往往会影响部件的设计，导致部件比理论上需要的部件更大或更重。AM则通过在需要之处添加材料来制造部件，将部件的设计和制造优化简单化。
集成部件具有多种优势，而增材制造是释放这种优势的关键。集成部件简化了物流，减少了生产力不足和组装劳动力需求风险，同时产品质量活动也得以提高，使资产在运行过程中更容易维护、诊断和运行。
将增材制造的设计自由度优势与拓扑优化和计算流体动力学等现代软件仿真相结合，使气动系统减重成为可能，从而提高能源效率。
新产品的开发，特别是针对提高安全性和性能的产品开发，需要经过广泛的验证试验，并需要快速进行功能性工程化试制，以满足紧迫的项目周期。增材制造是生产早期功能样品的首选工具，允许设计者和工程师在最终生产之前快速测试和迭代。
3D系统先进的塑料和金属材料将增材制造的应用扩展到实际生产部件，使更大、更复杂的气动系统和制动部件能够通过3D打印生产。
对于商业和公共交通中的制动和气动控制系统，很难设计出一种一刀切的解决方案。然而，增材制造可以按需生产定制组件，包括必要的功能，以满足不同客户的预期，同时避免额外的加工成本和故障机率。
工作流解决方案和最佳实践
示例：带歧管集成体的气动阀
增材制造（DfAM）设计时需要考虑的因素通常取决于气动部件的功能要求和所要考虑的特性，但还有不少广泛适用的指导方针。始终遵循DfAM原则，可以大大提高流程效率和质量。例如，不要将现有的设计修改为AM设计，而是考虑针对高性能基线模型的拓扑优化软件，并在考虑AM设计指导原则的同时调整模型。与传统的去除不需要的材料的方法不同，AM从约束条件和希望实现的理想功能开始，通过在必要时添加更多的材料来创建所需要的表单和功能。在分层过程的方向上建立的特性通常具有更好的表面光洁度，并且需要更少的支撑。
端口位置和制造定位
优化流体端口位置
对于能量来自诸如液压油、冷却液流体或压缩空气等流体的控制系统布置，设计控制阀的第一步是了解流体输入和输出的方向和位置，以使压降或限制最小化，并获得理想的流量。在整体系统布局中，传统的现成气动部件未必具有所需的灵活性，通常需要增加配件和管件，可能导致更大的容量系统，需要更多的能源来保持运行。利用增材制造所固有的设计自由度，可以将流体端口置于系统布局的最佳方向上，并减少能量损耗。
避免使用内部支撑结构
确定最佳的构建方向，以最小化或避免采用支撑-尤其是对于内部特性-是一个高效和经济设计的关键。传统的制造通常使用圆形截面作为内部通道和流体通道，而DfAM推荐具有自支撑特性的菱形截面。
常见的做法是在部件主体中添加兼容的永久特性，以作为支撑，不需要移除，从而节省后处理劳动力。
强化特性
合并安装特性
增材制造可以简化和合并安装方式，如安装垫片，而这通常需要单独的安装硬件。
端口ID和QR编码
添加端口识别号和二维码可以帮助组装人员和维修技术人员确保正确安装，避免返工。二维码还可以快速访问数据库中维护的最新防呆（poka-yoke）信息或标准操作程序（SOPs）。
流体特性优化
消除尖角和引入更有机的形状特性，使部件的设计能够适合安装于结构紧凑的系统内，并减少流体系统中的湍流和/或压降。
薄壁
薄壁结构有助于实现减重、提高部件灵活性和降低部件成本。3D打印技术能够将壁厚降低到0.3毫米。使用AM也可以加固相邻通道上的通道壁。
表面洁净
使用AM的设计和生产可以避免可能因应力集中而形成的尖锐缺口。采用特殊的清洁技术，可以避免颗粒脱落的风险。
特性规格
关注壁厚将有助于避免在打印过程中可能出现潜在的变形，也将有助于确保最大的精度和最少的材料使用。薄壁设计过程中需要特别注意一些特定于AM细微差别。例如，无论高度如何，最小壁厚均为0.2mm，但如果高度小于5mm，则壁厚可为0.18mm。
适当的文件准备同时考虑了打印过程和后处理。未来的操作可能有限制，并需要有相应的计划。例如，在薄壁特性上，支撑的拆除和打磨操作通常很困难。通常，设计更改比大量的文件准备更好，特别是对于大批量生产。
在向零件添加支撑时，需要充分考虑零件和潜在支撑结构之间的比例。虽然其可移动性很重要，但必须与其提供支撑的能力相平衡。或者，考虑是否可以使零件更自立，以节省材料，节约拆卸时间。
零件定位和设计
定位零件，以确保将接触工件的表面具有最大的表面质量和精度。这可能会影响打印时间，但可以确保最佳的功能。
设计优化软件
简化和增强scan-to-CAD的工作流程与Oqton Geomagic® Design X软件和功能，如选择性表面处理。
生成和添加QR编码
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