Otimização topológica multimaterial para manufatura aditiva

Resumo

O objetivo deste projeto de pesquisa é apresentar e desenvolver um arcabouço teórico e computacional para otimização topológica (TO) multi-material de componentes mecânicos e suportes externos produzidos por fabricação aditiva (AM). A característica essencial da formulação padrão em TO é que esse processo de fabricação que é realizado camada por camada seja incluído como uma série de problemas de estado em adição ao problema de estado do produto final. O problema matemático - o problema modelo - foi recentemente estabelecido na literatura para aplicações de TO para o processo de AM de componentes mecânicos, sem a inclusão da TO simultânea para suportes. Para incluí-los, devemos utilizar uma abordagem multi-física envolvendo temperatura, deslocamento e escoamento de fluido tanto nos componentes final e parcialmente fabricados, bem como nos suportes a serem adicionados. Funções objetivo próprias ao problema devem ser propostos e verificados. A complexidade computacional envolvida na multi-física e no problema multiestado em TO também implica considerações especiais relacionados à eficiência computacional usando possivelmente computação de alto desempenho. Projetos simples devem ser impressos em 3D para visualização e verificação experimental de desempenho. (AU)