Kalb, Beatriz Assis2026-01-192026-01-192026-01-16https://dspace.unila.edu.br/handle/123456789/9608Trabalho de Conclusão do Curso apresentado ao Instituto Latino-Americano de Tecnologia, Infraestruturae Território da Universidade Federal da Integração Latino-Americana, como requisito parcial para à obtenção do título de bacharel em Engenharia de Materiais.As indústrias modernas, como as aeroespaciais, de aviação e automotivas, enfrentam o desafio latente de otimizar o desempenho estrutural de suas peças exigindo mínimo peso e máxima resistência em um contexto de necessidade de redução de custos e tempo de desenvolvimento. A Manufatura Aditiva oferece o potencial para produzir geometrias complexas, como mesoestruturas, e por meio da combinação deste com otimização de topologia, criar designs híbridos. No entanto, nota-se uma escassez crítica de dados experimentais e literatura técnica que comprovem e quantifiquem os ganhos mecânicos dessa abordagem, o que impede sua plena adoção na engenharia. Com o objetivo de preencher essa lacuna de pesquisa, o presente trabalho foca na investigação e otimização de comportamento mecânico, mesoestruturas e otimização de topologia por manufatura aditiva plástica. Para tal, foi realizado um estudo experimental e otimização multi-objetivo de mesoestruturas através de um planejamento fatorial, que identificou o tipo e a densidade celular como os fatores com maior efeito na resistência à flexão e massa. A combinação ótima resultou no tipo P-Skeletal, com densidade celular de 1,4, tamanho de aresta de 7mm e inclinação de 0°. Em seguida, foi modelado uma peça estrutural para estudo de caso, esse modelo passou por otimização de topologia e foi aplicada a mesoestrutura otimizada em seus espaços vazios. Foram simuladas por elementos finitos condições de carregamento para comparar o comportamento da peça pré e pós otimização, o que resultou em uma redução de 31,13% da massa e uma diminuição nas propriedades mecânicas da peça. Resumen Las industrias modernas, como la aeroespacial, la aviación y la automotriz, se enfrentan al desafío latente de optimizar el rendimiento estructural de sus piezas exigiendo peso mínimo y máxima resistencia en un contexto de necesidad de reducción de costos y tiempo de desarrollo. La fabricación aditiva ofrece el potencial de producir geometrías complejas, como las mesoestructuras y mediante la combinación de estas con la optimización topológica, permite crear diseños híbridos. Sin embargo, se observa una escasez crítica de datos experimentales y literatura técnica que prueben y cuantifiquen las ganancias mecánicas de este enfoque, lo que impide su plena adopción en la ingeniería. Con el objetivo de llenar esta brecha de investigación, el presente trabajo se centra en la investigación y optimización del comportamiento mecánico de mesoestructuras, y la aplicación de la Optimización Topológica en la fabricación aditiva plástica. Para ello, se llevó a cabo un estudio experimental y una optimización multiobjetivo de mesoestructuras mediante un diseño factorial, que identificó el tipo y la densidad celular como los factores con mayor efecto en la resistencia a la flexión y la masa. La combinación óptima resultó ser del tipo P-Skeletal, con una densidad celular de 1,4, un tamaño de borde de 7mm y un ángulo de inclinación de 0°. A continuación, se modeló una pieza estructural para un estudio de caso. Este modelo fue sometido a la optimización topológica y se aplicó la mesoestructura optimizada en sus espacios vacíos. Se simularon por elementos finitos condiciones de carga para comparar el comportamiento de la pieza antes y después de la optimización, lo que resultó en una reducción del 31,13% de la masa y una disminución en las propiedades mecánicas de la pieza.openAccessmesoestruturasotimização de topologiaanálise de elementos finitosmanufatura aditiva