Topoloji Optimizasyonu
Her imalat türünde olduğu gibi eklemeli imalatta da üretilen parçaların hem hız hem de maliyet açısından beklentileri karşılaması beklenir. Harcanan filament miktarı ve üretim süresinin yanı sıra parçanın üretim süreci sonrası göstereceği performansın da göz önünde bulundurulması gerekir. Uzun yıllardır makine ve inşaat sektöründe yaygın olarak kullanılan topoloji optimizasyonu, kullanılan malzeme miktarı ve yapıların mekanik güçlerini korurken gerinim enerjisini en aza indirmek için kullanılan matematiksel bir süreçtir. Peki, 3D baskı dünyası için topoloji optimizasyonu ne anlama gelir? Bu makalede bu konuyu derinlemesine incelemeye çalışacağız.
Topoloji Optimizasyonu Nedir?
Bir önceki bölümde de bahsettiğimiz gibi topoloji optimizasyonu, tasarım alanı içerisindeki malzeme dağılımını daha önce belirlenmiş yük ve sınır koşullarına göre optimize eden ve istenilen tasarım ve üretim amaçlarına ulaşmayı kolaylaştıran bir yaklaşımdır. Kullanılan özel yazılımlar aracılığı ile parçanın strese maruz kalmayan alanları daha önce belirlenen sınır koşulları ve yüklere göre hesaplanarak bu alandan malzeme eksiltmeye olanak tanır.
Parçadan malzeme eksiltmenin yanı sıra mukavemetini de artıran önlemler alınmasına olanak tanıyan yaklaşım, üretim sürecinde çeşitli avantajlar barındırır.
Modelini yükle, hemen teklif al!
Topoloji Optimizasyonu Nasıl Çalışır?
Geleneksel tasarım süreçlerinde parçanın değerlendirilmesi, hâlihazırda üretilmiş parçaya yük uygulanması ve zayıf bölgelerinin tespit edilmesi şeklinde yapılır. Sonrasında ise parça beklentileri karşılayana kadar tasarım üzerindeki değişikliklere devam edilir.
Topoloji optimizasyonunda ise durum geleneksel tasarım sürecine göre çok daha özgün ilerler. Kullanılan özel yazılım, parça üzerine uygulanan kısıtlama ve yükleri matematiksel bir formül ile hesaplar ve bir sonuç çıktısı verir. Bu nedenle hem tasarım hem de üretim aşamaları çok daha hızlı ve verimli ilerler.
Somut olarak ele alındığında ise süreç, farklı yük ve kuvvetlerin uygulanacağı bir 3D model ile başlar. Sonrasında yazılım, parça üzerine uygulanan tüm kuvvetleri hesaplar.
Hesaplamaların sonucuna göre yazılım, parça üzerinde gerilime maruz kalmayan alanlardaki malzemeyi kaldıracak ve sürecin her aşamasını daha sonra incelenmek üzere kayıt altına alacaktır. Topoloji optimizasyonu, parça üzerindeki kütlenin azaltılması ya da mekanik mukavemetin artırılması için başvurulan bir yöntemdir.
3D Üretim ve Topoloji Optimizasyonu
Geleneksel üretim yöntemleri genellikle topolojik olarak optimize edilmiş parçaları üretmek konusunda yetersizdir. Bunun başlıca nedeni; optimizasyon sonucu ortaya çıkan karmaşık geometrilerin geleneksel kalıplarla üretiminin zorluğudur. Bu nedenle topoloji optimizasyonunun avantajlarından sınırlı fayda elde edilebilir. 3D baskıda ise geometri ne kadar karmaşık olursa olsun üretmeye olanak tanıyan bir teknolojidir. Bu nedenle sunduğu tüm fayda ve avantajları üretime yansıtmak mümkündür.
Topoloji Optimizasyon Yazılımı
Günümüzde modelleme için kullandığımız CAD yazılımlarının tümü maalesef topoloji optimizasyonu için araçlar sunmamaktadır. Bu nedenle piyasaya sürülmüş birkaç farklı yazılımdan bahsetmek mümkündür. Bunlardan bazıları şunlardır;
- Altair
- Ansys
- Dassault Systèmes
- Autodesk
- nTopology
- Solidworks
- Creo
- Fusion 360
Yazılım tercihi önemli bir süreçtir. Her uygulamanın kendine özgü sunduğu araçlar, kısıtlamaları malzeme, geometri ve mekanik yüklere göre tanımlamalar yapmanıza olanak tanır. Farklı yük durumlarını simüle eden yazılım parçanın değiştirilebilir alanlarını analiz edecek ve bir çıktı sunacaktır.
Topoloji Optimizasyonu ve Üretken Tasarım
Topoloji optimizasyonu ve üretken tasarım, yaygın olarak bilinenin aksine aynı anlamlara sahip değildir. İnsan tarafından üretilen model üzerinde yazılım tarafından yapılan malzeme kaldırma işlemi sonucu ortaya hazır bir konsept çıkar. Üretken tasarım ise aslında sürecin temelidir denebilir. İnsan tarafından üretilen model üzerindeki kısıtlamalara uygun olarak süreci geliştirerek ilk modele olan ihtiyacı ortadan kaldırır.
Avantajları
Topoloji optimizasyonunun 3D baskı teknolojisi ile kullanıldığında sunduğu belirli avantajlar şunlardır:
Makalemizin başında da bahsettiğimiz gibi, parça üzerindeki strese maruz kalmayan alanlardan malzeme kaldırarak daha az filament kullanımına olanak tanır. Bununla beraber kaldırılan malzemeler üretim sürecini de etkileyeceğinden hem zamandan hem de paradan tasarruf sağlayan bir faktördür.
Modelleme aşamasının en büyük zorluklarından biri parçanın rezonans ve termal stres karşısında dirençli olmasını sağlamaktır. Her iki faktör de mekanik deformasyonlara neden olarak parçanın kullanılamaz hale gelmesine sebep olabilir. Parça, farklı stres faktörlerine göre simülasyona tabi tutularak yazılım tarafından optimum tasarım ortaya konur. Bu sayede tasarım aşamasındaki en belirgin iki sorun kolaylıkla çözümlenmiş olur.
Hem üretim sürecinin kısalması hem de kullanılan malzemenin miktarındaki azalma, topoloji optimizasyonunu çevreye duyarlı bir yaklaşım haline getirir. Topolojik olarak optimize edilmiş parçaların üretiminde imalattan kaynaklı karbon ayak izleri azalır. Bununla beraber üretilen parçaların daha düşük ağırlıklara sahip olması, bazı sektörlerde daha hafif yüklere ve dolayısı ile daha az enerji harcanmasına sebebiyet verir.
Aslında sürecin tamamı hataların minimize edilmesi ya da tamamen ortadan kaldırılmasını hedefler. Uygulama parça üzerinde çok farklı stres türlerini simüle ederek sonrasında oluşabilecek hataları henüz üretim aşamasında ortadan kaldırır.
Topoloji Optimizasyonu Hizmetlerimiz
ORCA Workshop uzmanları, 3D baskı ile üretilecek parçaların modellenmesi ve optimizasyonu konusunda uzmandır. Projenize uygun olarak simüle edilen koşullar altında yapılan işlem sonucunda hatasız, verimli ve ihtiyaçları karşılayan bir üretim süreci geçirmenizi sağlayabiliriz.
Fiyat Teklifi Al
Geliştirdiğiniz bir konseptin daha verimli hale gelmesini istiyorsanız, ORCA Workshop uzmanlarının projenize hayat vermesini sağlayabiliriz. Detayları öğrenmek ve fiyat teklifimizi size iletmemizi sağlamak için web sitemizdeki formu kullanarak ya da telefonla bize dilediğiniz zaman ulaşabilirsiniz.
Fiyat teklifi talep etmek için lütfen web sitemiz üzerindeki ilgili formu kullanarak bizimle iletişime geçin.
