3. 材料組合。多噴頭的3D打印機(jī)能夠?qū)Χ喾N材料進(jìn)行組合打印。通過(guò)材料的堆疊和組合，打印的物品具有與單一材料所不同的物理和力學(xué)的特性。因此，通過(guò)不同材料的組合，可以產(chǎn)生性能不同的“新的材料”。這個(gè)優(yōu)勢(shì)提供給了我們利用控制材料的分布來(lái)控制物品的物理、力學(xué)及結(jié)構(gòu)的特性，從而能產(chǎn)生多樣化的物品，增加產(chǎn)品的靈活性。

   1. 幾何計(jì)算問(wèn)題：給定一個(gè)3D數(shù)字模型，需要離散成三角網(wǎng)格(STL文件)，然后加填充結(jié)構(gòu)、加支撐結(jié)構(gòu)，然后切片計(jì)算和路徑規(guī)劃，后才送到3D打印機(jī)，通過(guò)G代碼輸出一個(gè)實(shí)物模型。這個(gè)過(guò)程是3D打印機(jī)的切片引擎軟件的主要工作，中間涉及到大量的幾何計(jì)算；

   2. 打印約束問(wèn)題：在很多情況下，輸入的3D模型存在著一些問(wèn)題，并不能直接輸出給3D打印機(jī)，比如：3D模型本身的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不規(guī)范，無(wú)法切片；由于出現(xiàn)懸空部分而打印失敗；模型的尺寸太大，超過(guò)打印機(jī)所能打印的尺寸限制；沒(méi)有考慮穩(wěn)定性導(dǎo)致打印出物體無(wú)法正常放置等；

   3. 結(jié)構(gòu)優(yōu)化問(wèn)題：由于設(shè)計(jì)師缺乏一些設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)與力學(xué)知識(shí)，會(huì)導(dǎo)致其設(shè)計(jì)結(jié)果因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)問(wèn)題不能正常打印或在3D打印后會(huì)存在一些結(jié)構(gòu)強(qiáng)度問(wèn)題。強(qiáng)度不足可能會(huì)使3D模型在打印、運(yùn)輸或日常使用過(guò)程中受到破壞。這種問(wèn)題我們稱(chēng)其為結(jié)構(gòu)分析與優(yōu)化問(wèn)題；這時(shí)就需要通過(guò)力學(xué)與物理的計(jì)算（有限元方法--FEM）來(lái)優(yōu)化模型的結(jié)構(gòu)來(lái)滿足需求； 筆者對(duì)于近年來(lái)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方面的工作做了一個(gè)綜述，發(fā)表在2017年的《計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào)》上（PDF）。