Princípios básicos de otimização topológica
A otimização topológica é um método baseado em mecânica computacional. Sob a premissa de determinadas cargas, restrições e materiais, utiliza um algoritmo iterativo para encontrar a área de distribuição ideal dos materiais. Basicamente, trata-se de identificar quais materiais do espaço de projeto podem ser removidos sem afetar a resistência, resultando em uma forma estrutural que é leve, mas que mantém a capacidade de suporte de carga. Os resultados da otimização geralmente apresentam uma forma orgânica semelhante aos ossos naturais. Esta forma é extremamente difícil de processar na fabricação tradicional e a impressão 3D pode alcançá-la perfeitamente.
Introdução de restrições de fabricação
A importação direta de resultados de otimização de topologia para impressão requer a solução do problema de limpeza de geometria. A malha gerada pelo mapa de nuvem de otimização precisa ser convertida em uma entidade CAD imprimível. Durante este processo, é necessário adicionar um ângulo de inclinação para facilitar a desmoldagem (durante a usinagem subsequente), cantos arredondados e chanfros para reduzir a concentração de tensão e uma espessura mínima de parede para garantir a qualidade de impressão. Para impressão FDM, recomenda-se definir a textura da fibra ao longo da direção da tensão, enquanto para impressão SLA, áreas de suporte adicionais precisam ser adicionadas à estrutura saliente.
Verificação e iteração
A verificação estrutural deve ser realizada após a otimização. Recomenda-se usar software de análise de elementos finitos para realizar análises estáticas e modais no modelo CAD otimizado antes da impressão. Depois de imprimir a amostra, realize um teste de carga real, insira os resultados do teste de volta no modelo para corrigir as condições de limite de carga e otimize através de dois ou três ciclos para convergir para a estrutura mais leve que atenda aos requisitos de resistência.
Submeta um modelo, desenho, imagem ou notas por escrito. Os engenheiros analisarão o material, processo, acabamento e entrega com base na utilização real.