{"id":6358,"date":"2020-12-16T15:00:48","date_gmt":"2020-12-16T14:00:48","guid":{"rendered":"https:\/\/www.3dnatives.com\/es\/?p=6358"},"modified":"2025-05-13T16:15:56","modified_gmt":"2025-05-13T14:15:56","slug":"optimizacion-topologica-10012017","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.3dnatives.com\/es\/optimizacion-topologica-10012017\/","title":{"rendered":"Gu\u00eda completa: La optimizaci\u00f3n topol\u00f3gica en la impresi\u00f3n 3D"},"content":{"rendered":"

La fabricaci\u00f3n aditiva, a diferencia de las t\u00e9cnicas de mecanizado tradicionales, permite producir piezas con geometr\u00edas complejas. El peso total de las mismas se puede optimizar mediante un m\u00e9todo digital denominado \u00aboptimizaci\u00f3n topol\u00f3gica\u00bb. Esto tambi\u00e9n maximiza la resistencia mec\u00e1nica de la pieza creada. La optimizaci\u00f3n topol\u00f3gica es, de hecho, un subcampo del dise\u00f1o digital que permite encontrar, gracias a f\u00f3rmulas matem\u00e1ticas, la distribuci\u00f3n \u00f3ptima de material en un volumen determinado sometido a tensiones mec\u00e1nicas m\u00e1s o menos significativas.<\/span><\/p>\n

La optimizaci\u00f3n topol\u00f3gica, por tanto, consiste en utilizar un software concreto para \u00abeliminar\u00bb el material que no posee los soportes. Entre los programas m\u00e1s conocidos se encuentran las soluciones Ansys Discovery, Tosca de Dassault Syst\u00e8mes, Within Labs de Autodesk, Inspire de SolidThinking, Netfabb<\/a> y Simufact Additive.<\/span><\/p>\n

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El proceso de dise\u00f1o a trav\u00e9s de la optimizaci\u00f3n topol\u00f3gica<\/p><\/div>\n

\u00bfC\u00f3mo funciona la optimizaci\u00f3n topol\u00f3gica?<\/h2>\n

Los procesos tradicionales de dise\u00f1o digital conllevan aplicar cargas a una pieza ya fabricada y evaluar d\u00f3nde se est\u00e1 debilitando. Luego, los ingenieros deben repensar el dise\u00f1o hasta que la pieza cumpla con las restricciones mec\u00e1nicas dadas. Con la optimizaci\u00f3n topol\u00f3gica, el sentido es diferente: las cargas mec\u00e1nicas son los datos de entrada que permitir\u00e1n al software proponer una nueva geometr\u00eda de la pieza. As\u00ed, en principio hay menos iteraciones, lo que reduce considerablemente los tiempos<\/strong> de dise\u00f1o y fabricaci\u00f3n.<\/span><\/p>

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La optimizaci\u00f3n topol\u00f3gica comienza con la creaci\u00f3n de un modelo 3D en la fase de borrador, en el que se aplicaran las diferentes cargas o fuerzas para la pieza (una presi\u00f3n sobre las leng\u00fcetas de sujeci\u00f3n, por ejemplo). Despu\u00e9s, el software se encarga de calcular todas las tensiones aplicadas.<\/span><\/p>\n

En este nivel, se puede realizar un corte de la pieza con el fin de retirar las partes no sometidas a las fuerzas. La geometr\u00eda final, que cumple con los requisitos mec\u00e1nicos y de dise\u00f1o, se puede obtener finalmente despu\u00e9s de alisar la pieza. De esta forma, la optimizaci\u00f3n topol\u00f3gica responde a la necesidad de reducci\u00f3n de masa<\/strong> adem\u00e1s del aumento de la resistencia mec\u00e1nica<\/strong> de la pieza.<\/span><\/p>\n

\"optimizaci\u00f3n

Cr\u00e9ditos: Frustum\/3D Systems<\/p><\/div>\n

Los softwares de optimizaci\u00f3n topol\u00f3gica<\/h2>\n

No todos los software CAD<\/a> ofrecen esta funci\u00f3n de optimizaci\u00f3n topol\u00f3gica. Aunque no se utiliza necesariamente en el proceso de modelado y fabricaci\u00f3n, puede ser mejor optar por un programa que la incluya, para asegurarse de dise\u00f1ar una pieza \u00f3ptima. Es por ello que algunas empresas han decidido desarrollar un software dedicado a este proceso. Uno de los pioneros es sin duda Altair, con su soluci\u00f3n OptiStruct, que luego llev\u00f3 a otra soluci\u00f3n, Altair Inspire. Tambi\u00e9n existen otras opciones como la de Ansys, Dassault Syst\u00e8mes, Autodesk o incluso nTopology. Adem\u00e1s, hay muchos programas de CAD que integran funciones para optimizar las piezas, como Solidworks<\/a>, Creo o Fusion 360<\/a>.<\/span><\/p>\n

Elegir un software de optimizaci\u00f3n topol\u00f3gica es, por tanto, un paso clave ya que la herramienta va a definir las limitaciones de la pieza de acuerdo con el material de fabricaci\u00f3n, las propiedades geom\u00e9tricas y las cargas mec\u00e1nicas impuestas. Analizar\u00e1 los diferentes casos de carga, hasta en casos extremos. Tambi\u00e9n se tendr\u00e1 en cuenta el espacio disponible para el dise\u00f1o as\u00ed como las \u00e1reas a no modificar. Por tanto, el programa ser\u00e1 el mejor aliado en esta etapa de dise\u00f1o.<\/span><\/p>\n

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Hoy en d\u00eda existen varias soluciones de software para la optimizaci\u00f3n topol\u00f3gica.<\/p><\/div>\n

\u00bfQui\u00e9n utiliza esta tecnolog\u00eda y con qu\u00e9 fin?<\/h2>\n

La industria automotriz abord\u00f3 r\u00e1pidamente este <\/span>problema debido a la reducci\u00f3n de costes mediante el ahorro en materias primas asociadas con los tama\u00f1os de serie. De hecho, la reducci\u00f3n de unos pocos gramos por cada veh\u00edculo, en una producci\u00f3n de varios millones de unidades, representa toneladas de material ahorrado. Como ejemplo de esto tenemos el chasis impreso en 3D del Light Rider<\/a>, una pieza que pesa solo 6 kilos gracias a una distribuci\u00f3n \u00f3ptima del material. M\u00e1s recientemente, est\u00e1 la parte de suspensi\u00f3n del Fiat Chrysler Automobiles<\/a>, que re\u00fane m\u00e1s de 12 componentes diferentes en uno mismo. Al centrarse en la optimizaci\u00f3n topol\u00f3gica, los dise\u00f1adores redujeron su peso final en un 36%.<\/span><\/p>\n

La aeron\u00e1utica es sin duda otro sector interesado en este sistema de dise\u00f1o, con el objetivo de reducir costes indirectos. Un avi\u00f3n m\u00e1s ligero consume menos combustible, lo que, a la larga, genera importantes ahorros para una aerol\u00ednea. Esto es lo que el dise\u00f1ador Andreas Bastian demostr\u00f3 con sus asientos de avi\u00f3n. Los dise\u00f1\u00f3 un 54% m\u00e1s ligeros, que, en su conjunto, supondr\u00eda una reducci\u00f3n muy significativa del peso de un avi\u00f3n. M\u00e1s all\u00e1 del peso, la optimizaci\u00f3n topol\u00f3gica permite, especialmente al sector aeron\u00e1utico, imaginar formas mucho m\u00e1s complejas ya que la industria se libera de las limitaciones impuestas por los moldes.<\/span><\/p>\n

\"optimizaci\u00f3n

En el sector m\u00e9dico, la optimizaci\u00f3n topol\u00f3gica permite dise\u00f1ar implantes m\u00e1s resistentes | Cr\u00e9ditos: Nuvasive<\/p><\/div>\n

Por \u00faltimo, la medicina tambi\u00e9n est\u00e1 investigando este m\u00e9todo de dise\u00f1o, especialmente para la fabricaci\u00f3n de implantes a medida. La optimizaci\u00f3n topol\u00f3gica permite imitar la densidad y rigidez de los huesos, al tiempo que reduce su peso total. De hecho, muchos implantes incorporan estructuras de celos\u00eda y siguen siendo tan s\u00f3lidos como los dise\u00f1ados tradicionalmente, o incluso m\u00e1s para algunos.<\/span><\/p>\n

\u00bfQu\u00e9 piensas de la optimizaci\u00f3n de la topolog\u00eda aplicada a la impresi\u00f3n 3D? Deja tus comentarios en nuestras redes sociales: Facebook<\/a>, LinkedIn<\/a> y Youtube<\/a>. Sigue toda la informaci\u00f3n sobre impresi\u00f3n 3D en nuestra Newsletter semanal<\/a>.<\/p>\n

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La fabricaci\u00f3n aditiva, a diferencia de las t\u00e9cnicas de mecanizado tradicionales, permite producir piezas con geometr\u00edas complejas. El peso total de las mismas se puede optimizar mediante un m\u00e9todo digital denominado \u00aboptimizaci\u00f3n topol\u00f3gica\u00bb. Esto tambi\u00e9n maximiza la resistencia mec\u00e1nica de…<\/p>\n","protected":false},"author":6026,"featured_media":49941,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"content-type":"","footnotes":""},"categories":[16,132,11,282],"tags":[],"class_list":["post-6358","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-actualidad","category-diseno","category-software-3d","category-tecnologias-3d"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/6358","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/6026"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=6358"}],"version-history":[{"count":3,"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/6358\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":81751,"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/6358\/revisions\/81751"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media\/49941"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=6358"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=6358"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=6358"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}