Análisis y optimización del proceso de fabricación de componentes aeroespaciales mediante Diseño Generativo y Fabricación Aditiva

Abstract

[ES] A lo largo de este Trabajo de Fin de Grado se examinan los procesos de diseño y fabricación tradicionales para componentes aeroespaciales y se los compara con aquellos métodos que pueden ser creados mediante técnicas de fabricación aditiva primaria y finalizados mediante operaciones de acabado posteriores. A medida que surgen nuevas geometrías con requerimientos de funcionalidad específicos, las tecnologías emergentes de fabricación aditiva se consolidan como alternativas a las tradicionales, mostrando diversas ventajas a la hora de crear geometrías complejas o conseguir requerimientos de diseño muy concretos. Por lo tanto, es crucial diseñar adecuadamente la pieza para que pueda ser fabricada por esta tecnología, tanto para elementos estructurales como funcionales. Por otro lado, es cada vez más importante dominar las nuevas aplicaciones de diseño generativo, las cuales se basan en la explotación de las capacidades de la fabricación aditiva con el objetivo de rediseñar diferentes componentes creando geometrías complejas que serían imposibles de conseguir utilizando técnicas convencionales. De este modo, mediante softwares basados en sistemas de CAD es posible realizar simulaciones y cálculos complejos que buscan el desarrollo y la optimización topológica de piezas críticas consiguiendo mejores prestaciones en las áreas de la ciencia estructural, térmica o fluidodinámica entre otras. Este trabajo aborda este aspecto estratégico. En última instancia, el objetivo es proponer directrices para el diseño y optimización de piezas aptas para fabricación aditiva aplicada a componentes.

[EN] Throughout this bachelor’s degree Final Project, traditional design and manufacturing processes for aerospace components are examined and compared with methods that can be created using primary additive manufacturing techniques and finished through subsequent finishing operations. As new geometries with specific functionality requirements emerge, emerging additive manufacturing technologies are becoming alternatives to traditional methods, showing various advantages when it comes to creating complex geometries or achieving very specific design requirements. Therefore, it is crucial to properly design the part so that it can be manufactured using this technology, both for structural and functional elements. On the other hand, mastering the new applications of generative design is becoming increasingly important. These applications are based on the exploitation of additive manufacturing capabilities with the aim of redesigning different components, creating complex geometries that would be impossible to achieve using conventional techniques. Thus, through software based on CAD systems, it is possible to carry out simulations and complex calculations that seek the development and topological optimization of critical parts, achieving better performance in the areas of structural science, thermal dynamics, and fluid dynamics, among others. This work addresses this strategic aspect. Ultimately, the objective is to propose guidelines for the design and optimization of parts suitable for additive manufacturing applied to components.