Sergio Corbera, profesor de la Escuela Politécnica junto con Roberto Álvarez, coordinador del Grado en Ingeniería Mecánica, han publicado el artículo “Integration of cutting time into the structural optimization process: application to a spreader bar design”. La publicación ha contado con el apoyo de la Cátedra Global Nebrija-Santander en Transporte Sostenible.
El artículo presenta una nueva metodología para la optimización estructural de piezas fabricadas por procesos de corte. El objetivo es mejorar el rendimiento estructural de estas piezas de forma que a su vez, la longitud de corte y tiempo de fabricación sean mínimos, y por tanto sus costes asociados. De esta forma se pretende reducir la distancia que actualmente existe entre las fases de optimización estructural y fabricación de cualquier pieza. La llegada de las técnicas de optimización estructural supuso una revolución en el proceso de diseño, ya que permiten obtener piezas estructuralmente mejores con menor peso. Sin embargo, con el paso del tiempo se ha ido poniendo de manifiesto que los algoritmos de optimización daban como resultado piezas complejas que encarecían el proceso de fabricación y que por tanto debían ser rediseñadas para ajustarse a unos tiempos y costes coherentes para las empresas.
El artículo propone la modificación de los actuales algoritmos basados en el gradiente para la optimización estructural, de forma que durante el diseño de la pieza se obtengan geometrías estructuralmente buenas con el menor coste de fabricación asociado. Para ello, se ha modificado la formulación de los algoritmos de optimización estructural para incluir la reducción de longitud y tiempo de corte. El proceso inicia con un algoritmo de optimización estructural tradicional al que de forma dinámica se va corrigiendo para adaptarse no sólo a los objetivos estructurales, sino también a los de fabricación. En este caso, la corrección en cada iteración del algoritmo topológico se lleva a cabo mediante un algoritmo evolutivo que evalúa las longitudes de corte obtenidas y decide como reconducir el proceso de optimización topológica para cumplir con los objetivos de fabricación. Al final del artículo se expone una comparativa entre una pieza fabricada por los métodos de optimización tradicional y otra desarrollada con la metodología propuesta. Además, se muestra su aplicación a un caso real en la industria.
Structural and Multidisciplinary Optimization
La revista “Structural and Multidisciplinary Optimization”, publicada por Springer y situada en el primer cuartil (Q1) del JCR 2015, es una de las más prestigiosas en cuanto a la publicación de temas relacionados con la optimización multidisciplinar aplicada a la ingeniería mecánica.