选择性激光熔融技术（SLM:Selective Laser Melting）是当前应用最广泛的金属增材制造技术之一,可用于加工几何形状复杂的金属构件,缩短加工周期,对工业领域的发展具有重大的推动意义。本文主要针对SLM技术,提出了一种实现金属构件结构自支撑设计的方法。主要工作如下:首先,通过Riton D-280 SLM金属3D打印机中的不锈钢金属粉末材料（不锈钢316L）,打印大量的试验构件,研究满足打印条件下金属构件的悬垂角度和可打印的极限悬垂高度之间的关系,建立了悬垂角度和悬垂高度之间的标准数据库,发现构件的悬垂表面可以自支撑,并且可以以一种周期性的弯曲边界进行自支撑。接着,统计构件的悬垂角度和可打印的极限悬垂高度之间的关系数据,采用多项式拟合技术对样本数据进行拟合,建立关于悬垂角度和悬垂高度之间的显式表达,并且基于二者之间的关系设计出一种周期性的弯曲边界以实现无限的打印高度。然后,通过MATLAB编程实现面向SLM技术的自支撑结构优化算法,建立相应的结构优化列式和悬垂特征的过滤机制。为了将周期性的弯曲边界应用到自支撑结构的悬垂特征设计之中,基于固体各向同性材料惩罚法（SIMP:Solid Isotropic Material with Penalization）,在拓扑优化过程中嵌入悬垂特征的边界过滤机制,以消除不能被支撑的材料（即消除悬垂角度小于COA的部位）,通过一套边界规则技术来确定可制造和自支撑的结构边界,用设计的周期性的弯曲边界以及45°的倾斜直线平滑构件的边界单元,将原本锯齿形的边界过滤为光滑的曲线和直线,实现了自支撑的优化结构,并且应用到具体算例的优化设计之中。最后,采用SLM技术,打印出2个典型结构（即简支梁和短悬臂梁）的优化设计构件以验证该金属构件结构自支撑设计方法的有效性和正确性。由金属3D打印机制造出的具有平滑边界的算例在打印过程中均未发生悬垂表面的塌陷,并且均具有平顺光滑的边界表面,进一步验证了所提方法的有效性和正确性。优化的最终目标是构件标准化的柔度最小化,结果表明:以Riton D-280 SLM金属3D打印机为例进行加工试验,并且通过具体的基准算例进行了试验验证,结果表明该方法可以有效地控制悬垂特征,优化设计的边界可以在自支撑的情况下被成功制造。该结构自支撑优化设计方法是一种针对SLM技术的结构优化方法,满足构件加工要求的同时还能够设计出优质结构。该方法可应用到其它金属3D打印机,根据每个打印机的参数,通过边界规则技术进行优化设计,从而实现3D打印过程中的结构自支撑。