Optimalizace

Topologická optimalizace je disciplína, která se soustředí na nalezení optimálního tvaru součásti z hlediska zejména minimální hmotnosti (úspora materiálu) nebo maximální tuhosti dílu, a to v závislosti na daném uložení a zatížení dílu s podmínkou nepřekročení omezujících podmínek. Je také možné optimalizovat součást s cílem dosáhnout žádané hodnoty vlastní frekvence nebo životnosti dílu. Přitom se sledují omezující podmínky, jako je maximální deformace dílu, maximální napětí ve struktuře nebo vlastní frekvence. Aby bylo možné optimalizovaný díl vyrobit ne pouze s využitím 3D tisku, ale sériovou technologií (například vstřikováním či odléváním), zahrnuje optimalizační software řadu parametrů, zohledňujících požadovanou výrobní technologii. Sem patří možnost určit minimální a maximální tloušťku stěny dílu, polohu dělicí roviny a směr otvírání formy nebo požadavek na symetrii dílu.

Po úspěšně dokončené optimalizaci je třeba výsledný tvar přenést do CAD systému, k čemuž slouží nástroj pro vytvoření hladkých tvarů optimalizovaného dílu. Vhodným prostředkem jsou zde možnosti vytvářet NURBS plochy pomocí PolyNURBS. Poté je již možno z takto vytvořených ploch generovat výstupní soubor vhodný pro import do CAD systému pro další zpracování.

Mezi další druhy optimalizace se řadí například topografická optimalizace, zabývající se vytvářením prolisů a vyztužení tenkostěnných dílů pro zvýšení tuhosti a úsporu materiálu, optimalizace velikosti, která slouží k nalezení optimálních tlouštěk plechových dílů, či optimalizace struktur pro 3D tisk, která zohledňuje vlastnosti dílů vytvořených 3D tiskem z pohledu úspory materiálu a mechanických vlastností dílu.

Jak vypadá topologická optimalizace v praxi?