Principes de base de l'optimisation topologique
L'optimisation topologique est une méthode basée sur la mécanique computationnelle. En fonction de charges, de contraintes et de matériaux donnés, il utilise un algorithme itératif pour trouver la zone de distribution optimale des matériaux. À la base, il s'agit d'identifier quels matériaux de l'espace de conception peuvent être retirés sans affecter la résistance, ce qui donne lieu à une forme structurelle légère mais conservant la capacité portante. Les résultats d'optimisation présentent généralement une forme organique similaire aux os naturels. Cette forme est extrêmement difficile à traiter dans la fabrication traditionnelle, et l’impression 3D peut parfaitement y parvenir.
Introduction des contraintes de fabrication
L'importation directe des résultats d'optimisation de la topologie dans l'impression nécessite de résoudre le problème du nettoyage de la géométrie. Le maillage généré par la carte nuageuse d'optimisation doit être converti en une entité CAO imprimable. Au cours de ce processus, il faut ajouter un angle de dépouille pour faciliter le démoulage (lors de l'usinage ultérieur), des coins arrondis et des chanfreins pour réduire la concentration des contraintes, ainsi qu'une épaisseur de paroi minimale pour garantir la qualité d'impression. Pour l'impression FDM, il est recommandé de définir la texture des fibres dans la direction de contrainte, tandis que pour l'impression SLA, des zones de support supplémentaires doivent être ajoutées à la structure en surplomb.
Vérification et itération
La vérification structurelle doit être effectuée après l'optimisation. Il est recommandé d'utiliser un logiciel d'analyse par éléments finis pour effectuer une analyse statique et modale sur le modèle CAO optimisé avant l'impression. Après avoir imprimé l'échantillon, effectuez un test de charge réel, réinjectez les résultats du test dans le modèle pour corriger les conditions limites de charge et optimisez sur deux ou trois cycles pour converger vers la structure la plus légère qui répond aux exigences de résistance.
Soumettez un modèle, un dessin, une image ou des notes écrites. Les ingénieurs examineront le matériau, le processus, les finitions et la livraison en fonction de l'utilisation réelle.