El éxito de las comunicaciones láser depende en gran medida de la rigidez, las propiedades dinámicas, el rendimiento estático y la capacidad de fabricación del marco en U. El marco en U es un elemento fundamental en los telescopios de comunicación láser de satélite a tierra. Sin embargo, actualmente hay una falta de investigación sobre el diseño óptimo de los marcos en U, lo que lleva a una brecha significativa entre la construcción ideal y la capacidad de fabricación práctica. Para abordar estas preocupaciones, este estudio propone un enfoque integral que combina la optimización topológica multiobjetivo y técnicas de optimización de tamaño de múltiples inicios. Este enfoque considera las restricciones multidisciplinarias impuestas por los sistemas mecánicos, de control y ópticos. El objetivo es lograr tanto el diseño conceptual como el detallado de un nuevo marco en U, asegurando al mismo tiempo una consideración exhaustiva de la capacidad de fabricación de la estructura durante el proceso de optimización. El prototipo del marco en U optimizado fue fabricado con éxito utilizando procesos de soldadura láser. La prueba de tracción realizada en el prototipo apoyó la idea de que la soldadura láser puede mejorar el tamaño de micrograno de la unión, lo que lleva a una mejora en las propiedades mecánicas generales. En particular, se encontró que la resistencia de la unión lograda a través de la soldadura láser era 1.5 veces mayor que la lograda mediante soldadura TIG (Gas Inerte de Tungsteno). Además, los resultados obtenidos del experimento de vibración libre se alinearon estrechamente con la simulación, confirmando la viabilidad de fabricar la estructura optimizada. La estructura optimizada demostró una mejora del 7.13% en el rendimiento dinámico y del 29.61% en el rendimiento estático en comparación con la estructura de primera generación. Además, hubo una reducción del 29.89% en la masa sin afectar los aspectos de rendimiento restantes. La fabricación exitosa del prototipo valida la viabilidad del proceso de soldadura propuesto y destaca la superioridad del nuevo marco en U.