ANÁLISIS, DISEÑO Y FABRICACIÓN DE COMPONENTES DE USO FINAL MEDIANTE IMPRESIÓN 3D PARA APLICACIÓN EN EL SECTOR TRANSPORTE

Abstract

En el presente Trabajo Fin de Grado se ha analizado el comportamiento estructural de un componente perteneciente a un vehículo turismo sometido a casos de cargas límites. A partir de dichos análisis, se han propuesto modificaciones orientadas a la reducción de masa, con el objetivo de obtener componentes mucho más ligeros, sin comprometer su seguridad ni funcionalidad a lo largo de la vida útil del vehículo. Este proceso, conocido como optimización topológica, busca lograr los objetivos establecidos por la industria de la automoción para aumentar la eficiencia de sus vehículos. Entre dichos objetivos, se incluyen: la disminución del peso total del sistema, la reducción del consumo de energía para mover el coche y, en consecuencia, una menor demanda de combustible del automóvil. Asimismo, desde el punto de vista industrial, se pretende optimizar el proceso de fabricación mediante una menor utilización de material y una reducción de los costes de producción. Las soluciones geométricas obtenidas mediante la optimización topológica presentan una elevada complejidad, lo que ha impulsado el desarrollo y aplicación de tecnologías de fabricación aditiva para poder llevar a cabo la elaboración de las piezas; ya que, usando métodos de manufactura tradicionales, no pueden realizarse las propuestas del diseño de los componentes. El objetivo principal de este trabajo es evaluar la viabilidad de aplicar la optimización topológica, en combinación con la fabricación aditiva, en el contexto de la industria automotriz.

In this Bachelor´s Thesis, the structural behaviour of a component belonging to a passenger vehicle has been analysed under critical load cases. Based on the results obtained in these simulations, design modifications have been proposed with the aim of achieving significant mass reduction, while ensuring that either the safety nor the functionality of the component is compromised throughout the vehicle´s operational lifespan. This iterative process, known as topological optimization, aims to meet the objectives set by the automotive industry to enhance vehicle efficiency. Among these objectives, are the reduction of the system´s overall weight, the decrease in energy consumption required to move the vehicle, and, consequently, a lower fuel demand of the automobile. From an industrial standpoint, the goal is also to optimise the manufacturing process by reducing material usage and minimising production costs. The complexity of the geometries produced through topological optimization can only be manufactured using generative manufacturing, an emerging technique under active research and development within the automotive sector. This method enables the production of intricate designs that would be unfeasible through traditional manufacturing technologies. The primary objective of this study is to assess the feasibility of applying the process based on using the topological optimization, in combination with additive manufacturing, within the context of the automotive industry.