Osittaisten differentiaaliyhtälöiden numeerisia menetelmiä koskevaa tutkimustani ohjaa laaja sovellusalue maaperän vesienhallinnasta 3D-tulostettujen esineiden suunnitteluun:
3D-tulostuksen muodon optimointi on nopeasti kasvava ala, jolla on potentiaalia mullistaa tapamme suunnitella ja valmistaa tuotteita. Additiivisten valmistustekniikoiden (AM) kehittyessä niillä on yhä tärkeämpi rooli eri teollisuudenaloilla, ja tarve optimoida 3D-tulostettujen esineiden muotoja on näin tullut yhä selvemmäksi.
Muodon optimointi hyödyntää kehittyneitä laskenta-algoritmeja ja suunnitteluperiaatteita optimaalisten suunnitelmien saavuttamiseksi, jotka maksimoivat toiminnallisuuden, minimoivat materiaalien käytön ja parantavat suorituskykyä monissa sovelluksissa. Yksi 3D-tulostuksen muodon optimoinnin ensisijaisista tavoitteista on ylittää perinteisten valmistusprosessien rajoitukset. Valmistusprosessit ovat usein tuhlaavia ja rajoittavia. Additiiviset valmistustekniikat sitä vastoin rakentavat objekteja kerros kerrokselta tarjoten ennennäkemättömän suunnitteluvapauden.
Hyödyntämällä muodon optimointitekniikoita, insinöörit ja suunnittelijat voivat tutkia ja soveltaa monimutkaisia geometrioita, joita ei aiemmin olla saavutettu. Tämä uusi vapaus mahdollistaa kevyiden rakenteiden luomisen, joissa on monimutkaiset sisäiset ristikkorakenteet, luonnon inspiroimia orgaanisia muotoja ja monimutkaisia rakenteita, jotka optimoivat kuorman jakautumisen ja suorituskyvyn. Esimerkiksi ilmailu- ja avaruusteollisuudessa lentokoneiden osien muodon optimointi voi mahdollistaa huomattavan painonpudotuksen, mikä johtaa merkittäviin polttoainesäästöihin ja parantuneeseen yleishyötysuhteeseen.