Aplicación de la tecnología de impresión 3D, continuous fiber reinforcement (CFR) de markforged, en componentes diseñados con criterios de optimización topológica. Caracterización de materiales.

Abstract

Partiendo del conjunto mecánico de un tractor, se ha analizado un componente que une el tractor al sistema hidráulico. Se ha hecho un estudio de las cargas y las condiciones de contorno que esta horquilla soporta. A partir de ahí, se emplean criterios de diseño generativo y optimización topológica. Se realizan simulaciones de FEM (método de los elementos finitos) para comprobar si la pieza rompe o no. Finalmente, se imprime un prototipo de la pieza original, de la pieza optimizada al 10% y de la pieza optimizada al 50% a reforzar con fibra de carbono. La optimización topológica de la pieza con reducción de masa del 10% no es más rentable económicamente. Aunque sí se trata de una opción más sostenible, reduciendo el desperdicio del material y el material usado y permitiendo la producción bajo demanda, lo que minimiza el exceso de inventario y reduce el consumo de recursos y energía

This project aims to achieve topological optimization of the part so that it fulfills the same function as the original but with more efficient manufacturing. On one hand, an optimization that, when simulated by FEM, ensures the part does not break, and on the other hand, an optimization with even less mass and carbon fiber reinforcement. Therefore, the goal is to find an alternative, more efficient, and sustainable manufacturing method compared to the traditional method. The topological optimization of the part with a 10% mass reduction is not economically more profitable. However, it is a more sustainable option, reducing material waste and material used, and allowing on-demand production, which minimizes excess inventory and reduces resource and energy consumption.