3D打印一體化結構是一種具有代表性的為增材制造而設計（Design for additive manufacturing，DfAM）的結構。以增材制造的思維去設計時，需要突破以往通過鑄造、壓鑄、機械加工制造所帶來的思維限制，這個過程是充滿挑戰的。

隨著結構一體化在新能源領域應用的切入，能在未來5年內跑贏市場的應用點，將實現由“點”及“面”，從一個角落瞬間“掀起”，“跳躍”起來，塑造變化的大局，而3D打印在實現結構一體化方面有著天然的成本優勢，必將隨著能在未來5年內跑贏市場的應用點，將實現由“點”及“面”的應用發展獲得一條新的上升路線。

3D打印成就復雜與一體化

泄露之痛

多級閥內件是可在高壓減壓應用中使用以防止氣蝕的流量減小裝置的示例，多級閥內件通常以閥籠和閥塞為特征，閥籠和閥塞共同限定了較長的流體流動路徑，具有曲折和迷宮式結構，并具有較小的流道和緊密的間隙，從而定義了流體必須流經的多個減壓級（從而降低了流體壓力）。

不過當流經其中的流體是清潔的時候（例如，不包括微粒），這些多級閥內件往往會工作得很好。但是，當流體變臟（例如，包含微粒）時，必須使用具有較大流道的多級閥內件，否則流體攜帶的微粒可能會堵塞小流道，從而降低流量并可能損壞閥體。

當前，已經建造了用于骯臟服務應用中（即，涉及到惡劣流動條件的應用，例如，煉油廠中的催化劑細粉，發電廠中的磁鐵礦，石油生產中的沙子等應用場景中）的多級閥內件。不過3D科學谷了解到由于CNC機床加工的限制，加工節流控制所需的復雜幾何形狀難以實現，通常需要將閥籠分成多個不同的部分，然后將它們與一個或多個密封元件組裝在一起。

單一組件之美好

使用3D打印-增材制造技術創建布置在流體流量控制裝置的閥體內的無堵塞結構一體化多級閥籠，一體式閥籠主體包括布置成與閥體接合的外壁以及在外壁的徑向內側間隔開的內壁。閥籠還包括：閥籠入口，閥籠入口形成在一體式閥籠主體中，并且與閥體入口流體連通；閥籠出口，形成在外壁中并且與閥體出口流體連通；多級減壓流體流道形成在整體的籠體內，并在籠的入口和籠的出口之間延伸。

附加值創造正在升級

不過，值得注意的是，并非單獨通過3D打印就可以完成多級閥的完整制造，3D打印與傳統加工技術的配合是不可或缺的，在這方面，國際上GF加工方案的增材制造解決方案致力于在車間真正實現端到端的集成，實現無縫和高效的工作流程的關鍵就是要對現有的軟硬件環境做出調整，這是當前發揮3D打印潛力的另一塊需要重視的能力建設。

總體來說，3D打印與傳統加工工藝的配合共同完成第四次工業革命的進程。正如惠普的趨勢報告所指出的那樣，數字制造技術將通過解鎖新的和擴展的軟件、數據、服務和工業生產解決方案，從而提供用戶理想的設計，這些解決方案可提供更多的變革性體驗，并顛覆傳統產業。