Dövme işleminde eşzamanlı tasarım ve proses optimizasyonu

Tasarım parametreleri sadece ürün performansını değil, aynı zamanda üretimin uygulanabilirliliğini, geçerliliğini ve verimliliğini etkiliyor. Dolayısıyla, proses parametreleri parça performansını da etkiliyor. Bu nedenle, sadece tasarım parametrelerine odaklanmış bir tasarım optimizasyonu üretimi zor olan bir tasarım ile sonuçlanabilir veya sadece işlem parametrelerini dikkate alan proses optimizasyon çalışması düşük kaliteli ürün ile sonuçlanabilir. Bu nedenle, bir ürünün optimizasyonu için hepsinin birleşimi olan değişkenlere ihtiyaç duyulur. Bu çalışmada, eşzamanlı tasarım optimizasyon metodu hem ürün hem de proses tasarım parametreleri optimizasyon değişkenleri olarak kullanılarak soğuk dövme işleminin maliyetini en aza indirgemek için önerilmektedir. Objektif fonksiyon malzeme maliyeti, üretim amliyeti ve ürünün imalat sonrası (kesme) maliyeti birleştirilerek tanımlandı. Optimize edilen parça merkezi bir yük altındaki basit mesnetli I-profildir. Çok sayıdaki optimizasyon değişkenleri nedeniyle iki aşamalı yaklaşım benimsenmiştir. Birinci aşamada, sadece parçanın geometrisini tanımlayan tasarım değişkenleri şekli optimize etmek için dikkate alındı. İkinci aşamada ise, kalıp boyutları, kavis yarıçapları ve tasarım değişkenleri gibi tüm proses değişkenleri dikkate alındı. Çalışma koşullarındaki ürün perfomansına ve üretim verimliğine ilişkin çeşitli kısıtlamalar düzenlendi. Sıfırıncı dereceden dayanıklı bir algoritma olan Nelder-Mead arama algoritması kullanıldı ve analizler ticari sonlu elemanlar yazılımı olan ANSYS kullanılarak yapıldı. Tekrarlanan döngüler sonucunda maliyette dikkate değer gelişmeler olduğunu gösteren sonuçlar elde edildi.