Zastosowanie optymalizacji topologicznej w kształtowaniu odlewanych konstrukcji szkieletowych

Konstrukcje szkieletowe są ważnym elementem stosowanym jako absorbery energii w przemyśle zbrojeniowym, lotniczym i samochodowym. Jednoczesne zastosowanie algorytmów optymalizacji topologicznej do kształtowania wytrzymałościowego, programów symulacji krzepnięcia, metod wytwarzania przyrostowego (AM – ang. additive manufacturing) oraz technologii sterujących procesami krzepnięcia, może mieć znaczący wpływ na otrzymanie konstrukcji lekkiej i wytrzymałej. Kształt takiej konstrukcji w sposób optymalny dopasowany jest do przenoszenia obciążeń przy określonym działaniu sił zewnętrznych i sposobach podparcia. Celem niniejszej pracy było przedstawienie możliwości, jakie dają wspólne zastosowanie metod optymalizacji topologicznej oraz metod przyrostowych wykonania oprzyrządowania odlewniczego do wykonania odlewów szkieletowych, odpornych na działanie sił ściskających.

Cellular structures are critical components which perform as energy absorbers in the defense, aerospace and automotive industries. Simultaneous application of topological optimisation algorithms for strength forming, solidification simulation software, additive manufacturing (AM) methods and solidification process control technologies may have a significant impact on building lightweight and strong structures. The shape of such structures is optimally adapted for transmission of loads with certain action of external forces and bearing methods. The purpose of this paper is to present the potential released by joint application of topological optimisation methods and AM methods in building of casting equipment for production of cellular castings which can resist compressive forces.