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diseño de estructuras de fusión selectiva por láser (SLM): consideración de diferentes propiedades de materiales en múltiples capas superficiales resultantes de la fabricación en una optimización de topología

Autores: Holoch, Jan; Lenhardt, Sven; Revfi, Sven; Albers, Albert

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2022

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Acceso abierto

Artículo científico
2022

diseño de estructuras de fusión selectiva por láser (SLM): consideración de diferentes propiedades de materiales en múltiples capas superficiales resultantes de la fabricación en una optimización de topología


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería de Software

Palabras clave

Optimización topológica
Estructuras con carga adaptable
Fabricación aditiva
Propiedades de los materiales
Fusión selectiva por láser
Descubrimiento de diseño

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 27

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La optimización topológica ofrece la posibilidad de derivar estructuras que cumplan con la carga. Estas estructuras tienden a ser complejas, y la fabricación convencional ofrece solo posibilidades limitadas para su producción. La fabricación aditiva proporciona un remedio debido a su alta libertad de diseño. Sin embargo, este tipo de fabricación puede causar áreas con diferentes propiedades de material en la pieza final. Por ejemplo, en la fusión selectiva por láser, pueden ocurrir tres áreas de diferente porosidad según los parámetros del proceso, la geometría de la pieza y la dirección de impresión, lo que resulta en una interrelación directa entre la fabricación y el diseño. Para abordar esta interrelación en la búsqueda de diseño, esta contribución presenta un método de optimización en el que se identifican las tres áreas porosas y se consideran iterativamente las propiedades de material asociadas en una optimización topológica. Con este fin, la optimización topológica se interrumpe en cada iteración. Posteriormente, se determinan las tres áreas y las propiedades de material asociadas y se transfieren de nuevo a la optimización topológica, donde esas propiedades se utilizan para el cálculo de la siguiente iteración. Mediante el uso del método de optimización, se puede crear un diseño con una rigidez específica de volumen aumentada en comparación con un diseño de una optimización topológica estándar y se utilizará en el futuro como base para la extensión mediante una restricción de resistencia global para mantener el esfuerzo permisible máximo y el espesor mínimo de la pared.

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