PRÓXIMO SEMINARIO: 20/03/2026 a las 10:00. Enlace al seminario

Miguel Picos Maiztegui (Centro de Investigación y Tecnología Matemática de Galicia: CITMAga).

Título: Método multiescala para la simulación térmica de fabricación aditiva DED.

Resumen.

La fabricación aditiva (FA), y en particular los procesos basados en láser como la FA por Deposición Directa de Energía (DED), requieren simulaciones precisas para poder predecir y evitar defectos. La evolución térmica es el fenómeno físico principal, ya que controla tanto el cambio de fase como las deformaciones mecánicas o los cambios metalúrgicos en la pieza. Estos procesos son intrínsecamente multiescala: cerca de la fuente de calor aparecen grandes gradientes térmicos muy localizados, mientras que la respuesta térmica global determina las tensiones residuales y las distorsiones a escala de componente. Capturar ambos efectos de forma eficiente sigue siendo un importante reto computacional.

Actualmente, la industria de la FA no cuenta con herramientas de simulación adecuadas en el contexto de las tecnologías DED. La mayoría de las herramientas disponibles son programas de elementos finitos de propósito general, no diseñados específicamente para esta tecnología. Como consecuencia, las simulaciones suelen restringirse a geometrías simplificadas, aproximaciones poco precisas o componentes pequeños, ya que las simulaciones a escala completa resultan demasiado costosas.

Las simulaciones más habituales se basan en técnicas de activación de elementos finitos que emplean una malla de todo el componente. Con este enfoque, aumentar la precisión en la zona crítica alrededor de la fuente de calor obliga a refinar toda la malla. Como alternativa, se propone una estrategia basada en el método Arlequín, que combina una malla fina y móvil alrededor de la fuente de calor con una malla más gruesa y estática para el resto del componente. Cada una de ellas se encarga de capturar uno de los principales efectos térmicos del proceso.

La charla evaluará la escalabilidad y la eficiencia computacional de este enfoque, presentando resultados numéricos y comparaciones con implementaciones clásicas de elementos finitos. Los resultados mostrarán el potencial de este método para realizar simulaciones térmicas precisas y asequibles a escala de componente en procesos DED.

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