Geleneksel imal edilen mekanik parçanın topoloji optimizasyonu ve sonlu elemanlar analizi

Günümüz endüstrisinde, makine cihaz ve sistemlerde enerji verimliliği, imalat maliyeti, hassasiyet, ergonomi ve hafiflik kriterleri öne çıkmaktadır. Belirtilen kriterlerin her biri için, makine parçası imalatında ayrı ayrı mühendislik uygulamalarına ihtiyaç duyulmaktadır. Bu çalışma kapsamında otomotiv sektöründe imalatı yapılan bir braket parçası seçilerek topoloji optimizasyon çalışması yapılarak kütle azaltması gerçekleştirilmiştir. Yapılan çalışmada tasarlanan parçanın imalatında kısıtlamalar olmaması için eklemeli imalat önerilerek tasarım kriterleri azaltılmıştır. Optimizasyon çalışmasında girdi parametreleri; latis hücre tipi, latis hücrelerde maksimum ve minimum hücre kalınlığı ve birim hücre boyutu seçilmiştir. Seçilen parametrelerden latis hücre tipinde; schwarz, diamond, gyroid, lidinoid, splitp ve neovious olarak 6 tip hücre seçilmiştir. Minimum hücre kalınlığı için; 0,4 mm, 0,5 mm, 0,6 mm, maksimum hücre kalınlığı için; 4 mm, 4,5 mm, 5 mm ve birim hücre hacmi için ise 27 mm3, 64 mm3 ve 125 mm3 olmak üzere üç parametre seçilmiştir. Yapılması planlanan sonlu elemanlar analizlerinin (FEA) optimizasyonu için Taguchi metodu kullanılmış ve neticede FEA sayısı 18 olarak belirlenmiştir. FEA sonucunda, seçilen parça üzerinde oluşan von-Mises gerilme esas alınarak 32%'den fazla kütle azaltması gerçekleştirilebileceği sonucuna varılmıştır.