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Autor/a
Vilana García-Ovies, Ignacio
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Abstract
La altísima competitividad dentro de la industria del diseño mecánico obliga a los ingenieros a buscar nuevas soluciones a los problemas, para ser capaces de proponer resultados innovadores y mejores que los de la competencia. En muchos casos, se opta por cambiar el material, las condiciones del problema o bien se diseña un sistema totalmente nuevo. Sin embargo, existe una herramienta que permite optimizar la geometría de la pieza para adecuarla al sistema en el que se encuentra, y es la optimización topológica.
Esta tecnología puede definirse como el cambio de la distribución de material en una pieza con el objetivo de optimizar un objetivo específico, como puede ser la rigidez al cociente de masa. Partiendo de una geometría inicial con un tipo de carga aplicada, la simulación elimina todas aquellas partes de material sometidas a menor tensión, las cuales su eliminación no perjudica de forma considerable las tensiones del resto de elementos. De esta forma, se reduce de forma considerable el peso de la estructura, lo que puede resultar crucial en por ejemplo la industria de la automoción o la aeronáutica. Debido a las complejas geometrías propuestas tras la optimización de la topología, junto con las limitaciones de fabricación de los métodos tradicionales, es obligado el uso de nuevas tecnologías, como la fabricación aditiva. Este método de fabricación ofrece una gran versatilidad de diseño, ya que basa su sistema en la impresión capa por capa de la pieza, reduciendo en gran medida el material necesario. Además, su método permite imprimir con la misma facilidad piezas simples o piezas complejas, sin necesidad de operaciones o procesos intermedios.
Sin embargo, este método de fabricación precisa de una tecnología que no está al alcance de todos además de no garantizar ni la repetitividad ni la precisión de fabricación que sí ofrecen los métodos tradicionales, lo que evita su aplicación en industrias que requieren de gran calidad.
El objetivo de este proyecto es la optimización de la topología de una viga simple, realizar los ensayos mecánicos y simulaciones correspondientes con ayuda de software CAD, y comprobar así el funcionamiento y prestaciones de esta tecnología. Obtenidos los diseños propuestos tras la simulación, se realiza un estudio de fabricación aditiva, en la que se analizan los diferentes métodos de impresión y su implicación en los resultados mecánicos de la pieza optimizada.
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