Dominando Estructuras de Celosía para Impresión 3D: Diseño, Optimización y Generación

Debido a la complejidad de las estructuras de celosía, es impráctico modelarlas en la pieza usando herramientas CAD típicas. En la mayoría de los casos, la pieza se dibuja en CAD como si fuera sólida. Luego, después de que la pieza ha sido diseñada (con principios DFAM en mente), el modelo se importa a otro paquete de software para generar una estructura de celosía. Entre los programas más comunes para este propósito están Netfabb o nTopology.

Otro método de generar una estructura de celosía impresa en 3D es a través de diseño generativo. En este caso, se definen los puntos de conexión de una pieza, limitaciones de masa y cargas esperadas. Un algoritmo entonces genera cientos de soluciones que cumplirían los requisitos. A partir de ahí, la estructura de celda de celosía más óptima y la densidad de celda pueden seleccionarse entre las soluciones o generarse a través de iteración adicional. Al crear una estructura de celosía, es importante entender qué factores afectarán la función general de la pieza final. Estos factores se enumeran a continuación:

• Material de Celosía: Al imprimir en 3D en metal, la celosía a menudo es el mismo material que la pieza general. Sin embargo, si se requiere una celosía flexible, se pueden considerar piezas multi-material. Algunos productos usan materiales suaves y flexibles para la celosía y material más resistente como carcasa para proteger la celosía. Un ejemplo común de esto es la suela de una zapatilla para correr.
• Estructura de Celosía: Las estructuras de celosía impresas en 3D más básicas presentan patrones repetitivos y uniformes a lo largo de toda la pieza. Sin embargo, métodos más avanzados variarán la estructura de celda y viga para ser más densa en áreas que necesitan resistencia adicional y mantener la celosía menos densa en áreas que experimentan menos carga. La forma individual de las celdas también tiene un efecto significativo en el rendimiento de la pieza ya que diferentes estructuras tendrán diferentes propiedades mecánicas.
• Orientación de Celda: La orientación de celdas individuales en una estructura de celosía impresa en 3D puede afectar la complejidad de la impresión. Por ejemplo, es una buena práctica orientar las celdas de manera que puedan soportarse a sí mismas durante el proceso de impresión sin necesidad de estructuras de soporte. Intentar remover soportes de cientos de celdas pequeñas no es aconsejable.