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

Resumen

La impresión 3D por deposición fundida (FDM) es una técnica de manufactura aditiva caracteriza por poder fabricar piezas con geometrías complejas, cuya principal desventaja es el elevado tiempo de impresión. Existe una relación inversa entre el tiempo de impresión y la rigidez final de la pieza, por lo que la solución para cada caso de aplicación es una decisión técnica-económica. En base a esto, este trabajo propone una estrategia para determinar la óptima distribución de distintos patrones de impresión que logren la mayor rigidez de la pieza posible empleando menor tiempo de impresión. Se considera la contribución de la impresión de regiones de relleno como las interfaces que los dividen al tiempo total del proceso. La distribución de patrones se obtiene mediante un algoritmo de optimización topológica multimaterial basada en el método level-set y derivada topológica. Se presentan los conceptos fundamentales del método y la caracterización del funcional tiempo de impresión, en conjunto con ejemplos numéricos de aplicación e implementación del método en casos reales de FDM. Keywords: 3D Printing, Topological Optimization (Structural Optimization), Minimum printing time.