| Abstract |
El comportamiento estructural de los componentes fabricados por AM es un nuevo desafío para los diseñadores y fabricantes. La tecnología AM fabrica las partes a través de un sistema de capa por capa, a lo largo de una dirección preseleccionada del edificio. Esto genera materiales intrínsecamente anisotrópicos debido a los límites de adherencia de filamento a filamento y capa a capa, así como el uso de estructuras de relleno y celosía que se utilizan habitualmente en estos componentes para reducir tanto el material como el peso, al tiempo que conserva la integridad estructural.
Por un lado, ninguno de los softwares de propósito general disponibles para la secuencia de CAD-CAE-CAM está especializado en componentes industriales fabricados por AM. Por otro lado, los softwares CAM-AM conocidos permiten la definición de las operaciones de corte y la definición automática de la secuencia de deposición de material capa por capa, lista para la máquina de impresión 3D, pero carecen de un módulo estructural adecuado capaz de predecir el comportamiento mecánico de materiales y componentes anisotrópicos complejos, incluidas las estructuras de relleno y de celosía.
El objetivo del proyecto "Herramienta de diseño para un rendimiento óptimo en la fabricación aditiva" (Add2Man) es desarrollar una plataforma de software para la evaluación del rendimiento mecánico de los componentes fabricados por los procesos de fabricación aditiva (AM). Específicamente, este proyecto se enfoca en la fabricación de filamentos fundidos (FFF), siendo este el mercado líder en AM.
La plataforma de software estará compuesta por 3 módulos: (1) una interfaz gráfica de usuario (GUI) fácil de usar que se utiliza para importar la geometría CAD, seleccionar el material de una base de datos de materiales, definir los principales parámetros de impresión y visualizar los resultados calculados; (2) un núcleo núcleo solucionador de AM capaz de reproducir el comportamiento del material estructural tanto de la parte externa (filamentos de contorno) como de las estructuras de relleno (o celosía). Las leyes constitutivas totalmente anisotrópicas tratarán la naturaleza intrínseca en capas de la AM. Un módulo de homogeneización basado en el Elemento de Volumen Representativo (RVE) caracterizará el comportamiento mecánico de estructuras de relleno complejas; (3) un módulo de optimización capaz de determinar la orientación óptima para la fabricación con el fin de minimizar el peso del componente (es decir, el material, el coste y el tiempo de impresión), preservando la integridad estructural. En consecuencia, la plataforma de software permitirá la optimización del diseño de los componentes producidos por los procesos de AM.
El software será completamente calibrado y validado experimentalmente. |
