随着选择性激光熔融（Selective Laser Melting,SLM）等金属3D打印技术的日渐成熟与发展,改变了金属零件设计受传统加工工艺制约的局面,使得封闭内腔、复杂曲面等复杂结构的制造成为可能,极大的拓宽了机械零件的设计思路。利用3D打印技术可以实现战场装备维修的柔性保障和伴随保障,然而装备零件大多数是根据传统加工工艺要求进行设计的,零件内部往往存在材料冗余,严重影响零件3D成形的速度,增加3D打印成本。为节省3D打印时间,达到装备快速维修的目标,必须对零件进行轻量化设计,即在满足特定工况对零件强度要求的前提下,尽可能减少零件的质量。研究人员研究了大量针对SLM工艺的轻量化设计方法,但这些方法不能满足采用3D打印技术进行装备维修的要求（如外形、性能的一致性等）。为达到装备维修保障的要求,本文研究一种基于3D可制造单元的等强度重构方法。主要研究内容包括:1.制定了等强度重构设计空间的构建流程。分析了从零件实体到三维模型的三种模型构建方法,提出了模型分割的基本依据,通过试压法,得到了蒙皮设计的最佳厚度。通过基于SLM工艺的蒙皮结构成形试验,确定了在四周支撑下可高质量成形的最大悬空尺寸。2.提出了评价等强度重构效果的两类指标,并依据这两类指标,建立了可制造单元的参数优化模型,便于实现可制造单元快速选型。举例说明了可制造单元的参数优化模型求解过程和可制造单元类型选择过程。3.研究了等强度重构后零件的辅助细节优化设计,分别针对辅助细节设计中的出粉孔设计和圆角特征设计进行了优化。基于前期研究所使用的圆形出粉孔,通过传力路径分析,对出粉孔形状进行了优化,并通过压缩试验验证了优化效果。通过仿真分析,确定了不同悬空尺寸下圆角特征设计的最佳位置和半径。4.分析了某型榴弹抛射筒的组成,并筛选身管作为等强度重构设计对象。根据某型榴弹抛射筒的性能参数,对发射榴弹时身管内部最大膛压进行了估算。按照基于3D可制造单元的等强度重构流程对身管进行了重构,并验证了重构后身管的强度。通过SLM工艺仿真,验证了重构后身管的可制造性。