Obtención de la Distribución de Estructuras de Impresión de Mínimo Tiempo para la Fabricación Aditiva

Abstract

La impresión 3D por deposición fundida (FDM) es una técnica de manufactura aditiva en donde un objeto es creado mediante la superposición de capas sucesivas de material. Existe una relación inversa entre el tiempo de impresión (principal factor influyente en el costo de producción) y la rigidez final de la pieza (una de las funciones principales de una estructura). En base a esto, este trabajo propone una estrategia para determinar la óptima distribución de las estructuras de impresión que permita obtener la mayor rigidez de la pieza posible con el menor tiempo de impresión. Para obtener dicha distribución se utiliza un algoritmo de optimización topológica multimaterial, en donde la representación geométrica del dominio se realiza mediante funciones level-set guiadas por la derivada topológica del problema. Se presentan los conceptos fundamentales del método con el desarrollo de la derivada topológica del tiempo de impresión, ejemplos numéricos de aplicación e implementación del método en casos reales de FDM.