Ottimizzazione topologica della struttura di un velivolo autonomo

Il presente elaborato descrive l’innovativa applicazione di un algoritmo di ottimizzazione topologica ad uno studio di fattibilità per la modifica della struttura interna di un velivolo tuttala a pilotaggio remoto (UAV, Unmanned Aerial Vehicle) progettato alcuni anni fa per missioni di protezione civile. La struttura originaria del velivolo era prevista in polistirene espanso tagliato con filo caldo, con una sottile copertura in materiale composito. In questa tesi si è voluto studiare la fattibilità della realizzazione della struttura in polimero ASA (Acrilonitrile Stirene Acrilato) attraverso stampa FDM. In primo luogo è stata eseguita un'analisi fluidodinamica preliminare del velivolo mediante CAD SolidWorks al fine di stimare una distribuzione verosimile delle pressioni agenti sul velivolo durante il volo. In seguito è stata svolta l'ottimizzazione topologica della struttura del velivolo utilizzando l'apposito modulo CAD SolidWorks. Al termine dell'ottimizzazione è stata ottenuta una struttura reticolare complessa molto leggera e resistente, compatibile con la costruzione in additive manufacturing e non con tecniche di lavorazione tradizionali. L’applicazione della ottimizzazione topologica ha permesso di ridurre il peso della struttura del velivolo di circa l’80% rispetto ad una soluzione costruttiva in cui l’ala è completamente piena in ASA.