輕量化這一概念最先起源于賽車運動，它的優(yōu)勢其實不難理解，重量輕了，可以帶來更好的操控性，發(fā)動機輸出的動力能夠產(chǎn)生更高的加速度。除了汽車領域以外，航空航天領域也有大量輕量化的需求。要實現(xiàn)輕量化，宏觀層面上可以通過采用輕質(zhì)材料。

中空夾層、薄壁加筋結(jié)構(gòu)通常是由比較薄的面板與比較厚的芯子組合而成。在彎曲荷載下，面層材料主要承擔拉應力和壓應力，芯材主要承擔剪切應力，也承擔部分壓應力。夾層結(jié)構(gòu)具有質(zhì)量輕、彎曲剛度與強度大、抗失穩(wěn)能力強、耐疲勞、吸音與隔熱等優(yōu)點。

 鏤空點陣結(jié)構(gòu)可以達到工程強度、韌性、耐久性、靜力學、動力學性能以及制造費用的完美平衡。三維鏤空結(jié)構(gòu)具有高度的空間對稱性可將外部載荷均勻分解，在實現(xiàn)減重的同時保證承載能力。

 一體化結(jié)構(gòu)的實現(xiàn)除了帶來輕量化的優(yōu)勢，減少組裝的需求也為企業(yè)提升生產(chǎn)效益打開了可行性空間。這方面典型的案例是GE通過長達10多年的探索將其噴油嘴的設計通過不斷的優(yōu)化、測試、再優(yōu)化，將噴油嘴的零件數(shù)量從20多個減少到一個。

 拓撲優(yōu)化對原始零件進行了材料的再分配，往往能實現(xiàn)基于減重要求的功能最優(yōu)化。拓撲優(yōu)化后的異形結(jié)構(gòu)經(jīng)過仿真分析完成最終的建模這些設計往往無法通過傳統(tǒng)加工方式加工，而通過金屬3D打印則可以實現(xiàn)。