如何提高3D打印成品的结构强度是研究人员关注的重点之一。在实际制造之前，如果能检测到模型最脆弱的部分，并对其结构进行增强可以有效减少实际生产过程中反复试错引起的时间和材料上的浪费。为了遥免模型应力过大，Stava等采用增加支撑结构、增厚等方法提高结构强度，使用调整物体质量分布、挖空等方法降低模型自重，进而减小模型脆弱处的应力大小。Zhou等提出了一种基于模态分析（ｍodal analysis）的快速计算方法，用于检测模型中最脆弱的部分。但是Zhou等为了简化优化过程，使用线性有限元模型进行物理仿真，限制了其应用范围。区域分解法（doｍain decoｍposition ｍethod）也被应用于物体结构优化加速有限元仿真过程。Ｍusialski等采用降阶优化（reduced-order）框架生成具有变化厚度的等距曲面，并改善物体质量分布，提高物体结构强度。