Otimização da topologia para a impressão 3D e melhorar a resistência estrutural (part2)

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2 – Processos
O objetivo deste trabalho é demonstrar o desempenho do deslocamento de cargas dum objecto com uma estrutura sólida e comparado a uma estrutura diferente, tentou-se comparar as seguintes duas abordagens de otimização da topologia baseadas em no volume e densidade, sendo a primeira aproximação padrão baseada em projeção mínima conforme a segurança em conformidade, resultando assim numa estrutura quase perfeitamente e a segunda aproximação é uma abordagem de revestimento resultando numa estrutura composta com um invólucro exterior sólida e com preenchimento interior poroso. Para isso estuda-se um caso padrão de otimização afim de avalizar melhor o desempenho do objeto: o objecto com padrões simples do preenchimento interior predefinida, em conformidade com o deslocamento da carga de são comparadas as estruturas optimizadas, sendo que a análise de deslocamento envolve tanto uma comparação numérica como uma comparação experimental. No entanto os efeitos 3D de testes experimentais são tidos em conta e o estudo completo pode ser facilmente estendido para 3D.
O problema de otimização é um problema de conformidade mínimo padrão com uma restrição no volume pelo que o problema descrito é definido da seguinte forma:

min: c (μ)=U^TKU
g(μ)=V(μ)/V* –1≤0
0≤ μ_e≤1, ∀_e
(1)

Otimização da topologia para a impressão 3D e melhorar a resistência estrutural (part1)

A fabricação aditiva permite a produção de componentes funcionalmente otimizados com alta complexidade geométrica, a oportunidade de utilizar geometrias irregulares para o enchimento como seja duma geometria porosa como parte integrante do processo de produção é um exemplo dum recurso de fabricação aditiva exclusiva. Métodos do desenho técnico automatizados são ainda incapazes de explorar plenamente essa liberdade do desenho de produto. Neste post tentarei mostrar como abordar a otimização de topologia fornecendo um meio de desenhar e projetar componentes baseados num preenchimento que possuam ter uma carga de resistência mecânica fortemente melhorada e como resultado uma estabilidade estrutural melhorada.
Trabalhos recentes demonstraram que o material no interior do produto dum modelo 3D pode ser desenhado para fazer com que a produção duma reprodução fabricada satisfaça demandas específicas da aplicação nas suas propriedades físicas assim como a resistência a cargas externas. Uma prática amplamente utilizada para fabricar tais modelos é a fabricação de aditivos à base de camadas da fabricação aditiva que, no entanto, sofre dum problema de adição e remoção das estruturas de suporte interiores.

Processos colaborativos do desenho técnico nas empresas (Part8/8)

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3.2 Seleção da abordagem ao desenho
Teoricamente as aproximações de dentro para fora e de fora para dentro ocorrem e são causadas pela combinação de diferentes tendências de trabalho dos desenhadores de engenharia e desenhadores industriais. Os quatro tipos de processos de desenhos colaborativos podem ser vistos como versões estendidas das duas abordagens. Esta seção discute a relação entre os quatro tipos e as duas abordagens e as condições para aplicar cada tipo com êxito e aplicá-las nas configurações de consultoria e parceria do cliente.
Para os produtos de consumo cujos contextos de utilização são enfatizados e os desenhadores industriais devem primeiramente definir o exterior em relação à usabilidade e aparência e em seguida os desenhadores de engenharia decidem as peças funcionais internas ligadas ao exterior para suportar a usabilidade e a aparência. Esta é uma abordagem de fora para dentro onde tipo 1 é adequado e tipo 2 que é quase apropriado em tais contextos. Se definimos primeiro o processo preliminar e depois se utilizar para desenvolver conjuntamente a forma exterior e o layout então o caso é tipo 3. Considerando-se as duas abordagens tipo 4 é considerado como um processo misto, pois tanto o exterior como o interior são definidos simultaneamente. Se definir-se o processo de dentro para fora como decidir o exterior depois de concluir o layout interior definitivo, não há tal processo entre as empresas estudadas, sendo menos adequado para utilização com produtos de consumo e é bastante adequado para bens duráveis industriais, como por exemplo se desenhar um motor industrial, a capacidade determina o número de enrolamento de fios elétricos e a dimensão dos núcleos magnéticos. Devemos calcular os layouts e tamanhos de rotores interiores e estatores cientificamente para alcançar um desempenho ideal. Assim as partes interiores devem ser totalmente decididas em primeiro lugar e em seguida a forma exterior é definida como sobreposição. Se desenvolver-se as partes internas de um motor com base num formulário exterior pré-definido ele não funcionará corretamente.