Eklemeli imalat (Eİ); üç boyutlu şekilde hazırlanan bilgisayar destekli tasarımlardan direkt olarak fiziksel modeller elde etmeyi sağlayan imalat teknolojisidir. Karmaşık yapılı tasarımların üretilebilirliğini sağlaması, parçaların üretiminde kalıp gereksinimini ortadan kaldırması, çok parçalı yapıların bütünleşik olarak üretimine imkan sağlaması ve parçaların üretim süresini kısaltması gibi avantajlar Eİ teknolojisinin öne çıkmasını sağlamıştır. Eİ gelişimi yaratıcı tasarımların en önemli aracı olarak öne çıkan ürün optimizasyonu ve topoloji optimizasyonunun önünü açmıştır. Topoloji optimizasyonu belirli bir yük ve sınır koşulları için tanımlanan tasarım alanında sistem performansını en üst düzeye çıkarmak adına uygulanan bir yapısal optimizasyon metodudur. Topoloji optimizasyonu sonucu ortaya çıkan geometriden alınacak maksimum performans ise Eİ yöntemlerinin uygulanması ile sağlanmaktadır. Bu yöntemler sayesinde optimizasyon sonucu büyük ölçüde nihai tasarıma yansıtılabilmektedir. Havacılık sanayiinde üretilecek parçaların ağırlıkları çok önemlidir. Topoloji optimizasyonu sonucunda gereksiz olan bölgelerdeki malzemelerin boşaltılması ile optimum ağırlığın sağlanması bu tasarım aracını havacılık endüstrisi için oldukça yararlı kılmaktadır. Bu çalışmada hava aracında kullanılan alüminyum alaşımlı yapısal bir parçanın mevcut yük koşullarını sağlayacak en hafif şekilde yeniden tasarlanması amaçlanmıştır. Parçadaki maksimum hafiflemeyi sağlamak adına parçaya topoloji optimizasyonun uygulanmasına karar verilmiştir. Topoloji optimizasyonunda kullanılacak parametreleri belirleyebilmek için 12 optimizasyon çalışması yapılmıştır. Bunların sonucunda kısıt fonksiyonu olarak 0,5 hacim oranı, hedef fonksiyonu olarak da komplians minimizasyonu seçilmiştir. Çalışmada talaşlı imalat ile Al7050 malzeme kullanılarak üretilen eski tasarımın aksine toz yataklı metal Eİ metotlarında yaygın şekilde kullanılan AlSi10Mg toz malzeme seçilmiştir. AlSi10Mg tozunun mukavemet değerlerinin geleneksel malzemeden daha düşük olmasına rağmen optimizasyon sonucu ortaya çıkan modelin emniyet katsayısı 1,35 olarak hesaplanmıştır. Bunun beraberinde %35’lik bir hafifleme ortaya koyulmuştur.
Anahtar Kelimeler: Eklemeli imalat, Topoloji optimizasyonu, Hava aracı yapıları, AlSi10Mg
|
