Gradación de estructuras reticulares para la optimización de la rigidez: Un enfoque basado en la optimización topológica para piezas fabricadas mediante multi jet fusion

Resumen

El rápido avance de la tecnología de fabricación aditiva (AM) y de las técnicas de diseño computacional ha puesto de manifiesto una prometedora sinergia entre estos dos campos. La alta resolución de impresión que se alcanza hoy en día permite la producción de formas intrincadas, como las estructuras reticulares, que pueden optimizarse aún más mediante técnicas de diseño basadas en la simulación, como la optimización topológica (TO). Este artículo presenta un método de optimización que aprovecha el diseño basado en campos para emplear los resultados de una OT y variar localmente el diámetro de las estructuras reticulares, con el objetivo de reducir el peso y maximizar la rigidez. El proceso implica la automatización del software de diseño nTop mediante scripts de Python para evaluar sistemáticamente las variantes de diseño e identificar las soluciones óptimas. Los pasos del flujo de trabajo se demuestran mediante la aplicación a una biela y concluyen con la evaluación del rendimiento mecánico logrado del componente optimizado mediante un análisis por el método de elementos finitos (FEA).