Topoloji Optimizasyonu Yapılmış Parçaların 3B Yazıcılar ile Doğrudan Üretilmesi

Abstract

ÖzBu çalışma çerçevesinde geliştirilen yöntem ile birlikte tasarım ve üretim akışına verilen mekanik parçaların topoloji optimizasyonu yapılmakta ve eklemeli imalat yöntemlerinden Eriyik Yığma Modellemeyi kullanan 3 boyutlu yazıcılarda doğrudan üretilebilmeleri için makine komutları üretilmektedir. Eklemeli imalat yöntemlerinin yaygınlaşmasıyla birlikte topoloji optimizasyonu yöntemlerinin uygulanabilirliği ortaya çıkmıştır. Çalışmada kullanılan Eriyik Yığma Modelleme yöntemi karışık geometriye sahip parçaların üretimi için ilk akla gelen yöntemlerden olmasa da destek malzemesi konusundaki gelişmelerle birlikte daha da sıklıkla kullanılacağı öngörülmektedir. Geliştirilen yöntemde öncelikli olarak verilen parçanın tanımlanan koşullara göre topoloji optimizasyonu yapılmakta ve sonrasında parçanın iç yapısı kabuklardan oluşacak şekilde üretim komutları oluşturulmaktadır. Bu işlemler Rhino3D bilgisayar destekli yazılımı ile birlikte çalışan ve algoritma geliştirme ortamı olan Grasshopper3D ile otomatik olarak gerçekleştirilmektedir. Yöntemin geçerliliğini ortaya koymak için farklı yaklaşımlarla üretilmiş olan yalın dayanaklı kirişler yük altında test edilmiştir. Sonuçlara göre önerilen yöntem ile üretilen kirişin ağırlık-mukavemet başarımı diğerlerine göre oldukça iyidir. AbstractWithin the scope of this study, machine codes are generated to fabricate topologically optimized parts directly, conveyed to the design and fabrication pipeline, utilizing 3 dimensional printers employing Fused Deposition Modeling type of additive manufacturing method. As the additive manufacturing industry advanced, topology optimization methods became applicable on the parts. Although Fused Deposition Modeling, which is used in this study, is not one of the popular methods for fabricating complicated parts, it will be utilized more frequently in the near future with the help of the advancements in support materials. In the proposed methods, the parts are first topologically optimized according to the defined conditions and then the machine codes are generated to have the interior of them constructed with shell like structures. These steps are done in an automated manner on Rhino3D (computer aided design software) and its algorithmic design tool Grasshopper3D. In order to prove the advantage of the proposed method, simply supported beams are manufactured via different approaches and tested under load. According to the results of the tests, the proposed approach has much better weight-strength performance.

Laptop Stand Design: Designs for Traditional and New Manufacturing Methods and Comparison

“…Topoloji optimizasyonu; yeni bir tasarımda süreci daha etkili kullanmak, mukavemeti yüksek tasarımı belirlemek, malzemeyi verimli kullanmak, ağırlığı azaltmak, ideal yapıyı belirlemek ve mevcut tasarımları güçlendirmek için çok tercih edilir [20]. Bu tercihte ise parça mekanik özellikleri kötüleşmeden ağırlık azaltılması önemli rol oynar [21].…”