Obtención de un diseño CAD optimizado topológicamente utilizando una nube de puntos

Abstract

En los últimos años han aparecido muchas herramientas que permiten obtener diseños precisos, óptimos y en tiempos más cortos. Estas herramientas han ido mejorando y han permito cada vez más aplicaciones en diferentes áreas del diseño. El uso correcto de ellas trae consigo resultados aplicables a productos, diseños o sistemas reales. La problemática que se tiene en la optimización de los diseños lleva a pensar en la posibilidad de tener resultados útiles y no solo aproximaciones que deban recibir trabajo extra para poder ser acertadas. La decisión sobre las características que se tienen que considerar en una optimización puede llevar a cometer errores que no permitan tener un resultado correcto. Las herramientas de optimización pueden dar una idea del resultado que se requiere, pero no siempre se llega a un modelo exacto. La optimización topológica es una herramienta auxiliar para obtener diseños con formas o características modificadas de acuerdo con los requerimientos que se hayan planteado. Este tipo de optimizaciones ayudan a obtener diseños más ligeros, con menos material y que sin embargo cumplan con las características funcionales requeridas en el diseño. Obtener un modelo final a partir del resultado de una optimización puede no ser una tarea tan fácil. El resultado no siempre es útil para ser importado en un software CAD o para ser sometido a algún análisis que permita determinar si el resultado obtenido cumple con las características necesarias. El procedimiento común ha sido que a partir del resultado que se tiene, se diseñe una pieza similar que pueda ser manufacturable. En este trabajo se muestra el proceso que se llevó a cabo para obtener una pieza optimizada que pudo importarse en programas de CAD y ser sometida a análisis. Para poder tener un diseño final, el resultado de una pieza sometida a optimización topológica, se transformo a una nube de puntos mediante la cual se pudo crear una superficie que limitara el sólido que sería importado en otros programas. El proceso de utilizar una nube de puntos implica conocer las características de la pieza deseada para poder reconocer todas sus características como pueden ser los agujeros. La pieza que se obtuvo fue sometida a análisis dinámicos y estáticos para probar la utilidad del modelo obtenido. Este modelo si pudo cumplir con las condiciones requeridas para ser analizadas. Los ejemplos de aplicación que se llevaron a cabo están relacionados con sistemas de suspensión automotriz. Esto no quiere decir que el trabajo hecho sea únicamente aplicable a este campo. Otros tipos de piezas pueden pasar por el proceso de optimización y de nube de puntos que se llevan a cabo en este estudio. La diferencia estaría en la complejidad de los modelos que podría llegar a traer consigo un mayor tiempo necesario en el proceso. En la revisión que se hizo de la literatura y de los estudios hechos, no se encontró un sistema o un método parecido que se haya utilizado para poder obtener un resultado similar. El proceso utilizando una nube de puntos no ha sido explotado como una opción de transformar o de traducir modelos. Este espacio abrió la posibilidad de considerarlo como una opción para trabajar y obtener resultados.