「拓扑优化」与「3D打印」这对完美CP
增材制造技术（Additive Manufacturing，AM）通过材料层层累加的方式实现结构的制备。这种独特的制造方式可实现高度复杂结构的自由“生长”成形，极大地拓宽了设计“空间”，为新型结构及材料的制备提供了强大的工具。
拓扑优化结果几何构型复杂，采用传统制造工艺制备非常困难，受制于传统设计理念及制造工艺，使得产品性能提升非常有限。
然而将拓扑优化（先进设计技术）与增材制造（先进制造技术）融合，发展创新设计技术具有广阔的前景。突破现有设计极限对结构创新设计技术及快速试制技术提出了更高的要求。增材制造作为一种“无模敏捷制造”技术，可大幅降低研发周期和成本，是“快速试制”的核心技术。
选择性激光烧结工艺是利用粉未状材料(主要有塑料粉、蜡粉、金属粉、表面附有粘结剂的覆膜陶瓷粉、覆膜金属粉及覆膜砂等)在激光照射下烧结的原理，在计算机控制下按照界面轮廓信息进行有选择的烧结，层层堆积成型。
工作时粉未缸活塞上升，由铺粉银将粉末均匀地在成型缸活塞(工作活塞)上铺上一层，计算机根据原型的切片模型控制光束的二维扫描轨迹，有选择地烧结固体粉末材料以形成零件的一个层面。
粉末完成一层后，工作活塞下降一个层厚，铺粉系统铺设新粉，控制激光束扫描烧结新层。如此循环往复，层层叠加，就得到三维零件。
拓扑优化（topology optimization）是一种根据给定的负载情况、约束条件和性能指标，在给定的区域内对材料分布进行优化的数学方法，简单地来说它是结构优化的一种。
结构优化可分为尺寸优化、形状优化和拓扑优化。
参照上图，设计参数即为优化对象，比如板厚、梁的截面宽、长和厚等。图示例子展示了尺寸优化、形状优化和拓扑优化在设计减重孔时的不同表现。
拓扑优化，具有更多的设计自由度，能够获得更大的设计空间，是结构优化最具发展前景的一个方面。
连续体拓扑优化是把优化空间的材料离散成有限个单元（壳单元或者体单元），离散结构拓扑优化是在设计空间内建立一个由有限个梁单元组成的基结构，然后根据算法确定设计空间内单元的去留，保留下来的单元即构成最终的拓扑方案，从而实现拓扑优化。
设计亮点：
一、结构
（1）利用拓扑优化算法以及有限元分析，通过近万次头部模拟撞击测试，研发出了拓扑优化抗冲击吸能点阵结构，实现高抗冲的同时带来了轻量化；
（2）通过计算流体力学CFD，仿真分析了气动阻力和流场特征，基于微结构压差减阻机理，结合柔性材料制备工艺，在航天风洞实验室，对头盔进行了气动外形减阻优化设计，有效降低风阻系数。
二、工艺
通过三维扫描采集运动员数据，运用SLS成型工艺制作拓扑优化抗冲击结构，提高生产效率，为复杂点阵与高精度要求提供可能性。
三、材料
采用TPU材料，充分利用其可重复回收利用及抗冲击耐高温的优点。
