Técnicas de manufatura aditiva permitem, por natureza, fabricar estruturas concebidas com liberdades de projeto ótimo, materializando ganhos antes apenas conceituais. O projeto de estruturas com materiais de orientação variável é um exemplo de campo de otimização que tem potencial para se beneficiar cada vez mais dos processos de manufatura aditiva. O presente trabalho consiste em obter conjuntos de curvas paralelas, manufaturáveis por impressão 3D, que melhor representem as orientações ótimas de fibras que minimizam a flexibilidade de uma estrutura. A metodologia consiste de um processo de otimização em dois níveis. No primeiro nível, se faz o projeto pontual de orientações elemento a elemento finito da malha que representa a estrutura. No segundo nível, se faz um ajuste ótimo de curvas ao projeto ponto a ponto obtido no primeiro nível. Observa-se a seguinte sequência: as orientações ótimas de fibras são obtidas através do alinhamento das direções das fibras com as direções das tensões principais, a estrutura é dividida em sub-regiões que agrupam orientações de fibras com características semelhantes e, para cada sub-região, são obtidos, via ajuste ótimo, uma curva de Bézier base e um conjunto de curvas paralelas que melhor representa cada uma dessas sub-regiões. Antes do ajuste, um filtro de orientações também é utilizado no processo para suavizar variações de orientações no domínio da estrutura otimizada. Exemplos de ganhos de projeto com a metodologia proposta podem ser vistos em resultados para placas retangulares constituídas de seis camadas: comparou-se o valor da flexibilidade média de uma placa em que foi aplicada a metodologia em relação à uma placa otimizada considerando orientações de fibra constantes por camada. No melhor caso em que a metodologia proposta neste trabalho foi aplicada, obteve-se um projeto ótimo que é 8.76 % melhor em termos dos valores de flexibilidade média e com aumento 176.6 % da carga de falha segundo critérios de Hashin. Alguns projetos ótimos foram manufaturados via processo de impressão 3D para demonstrar a viabilidade de fabricação dos resultados da metodologia de otimização aqui apresentada.