TÜBİTAK 3501 Projesi

"Latis Yapıların Optimizasyon ile Tasarımında Katmanlı İmalattan Dolayı Oluşan Değişimlerin Etkin bir Şekilde Hesaba Katılacağı bir Metodoloji Geliştirilmesi" başlıklı TÜBİTAK projemizi tamamlamış bulunuyoruz.

Bu projemizin tamamlanmasında 118M715 proje kodu ile destek sağlayan TÜBİTAK'a teşekkürlerimizi sunarız.

Proje kapsamında yayınlanan makalelerimiz "Publications" sayfasından görülebilir.

Bu projenin amacı, optimizasyon ile tasarlanan latis yapıların/malzemelerin geometri ve malzeme özelliklerinde, eklemeli imalat teknolojileri ile üretiminden dolayı oluşan mikro seviyedeki belirsizliklerin, tasarım sürecinde etkin ve verimli bir şekilde hesaba katabilecek bir metodoloji geliştirmektir.

Metodolojinin uygulamasında malzeme ekstrüzyonu ile ekleme imalat yöntemi kullanılmış olsa da, toz yataklı ve reçine tabanlı diğer eklemeli imalat yöntemlerinde kullanım için genişletilebilir.

Aşağıda metodoloji adımları gösterilmiştir.

Bu metodolojiyi geliştirmek için ilk olarak, latis hücrelerin en küçük yapı taşı olan çubuk elemanlar, çeşitli çap ve açı değerlerinde malzeme ekstrüzyonu yöntemi ile üretilmiştir. Üretilen çubuk elemanların geometri ve malzeme özelliklerinde meydana gelen belirsizlikler için mikroskop altında veriler toplanmıştır.

Bu değişimlerdeki belirsizlikler, katman-katman üretimden dolayı çubuk üzerindeki konuma bağlı olacağından, literatürde ilk defa bu çalışmada malzeme ekstrüzyonu ile üretilen latis yapılarda rassal alan teorisi kullanılarak modelleme tekniği geliştirilmiştir.

Bu rassal alan modelleri kullanılarak çubuk elemanların detaylı sonlu elemanlar modelleri oluşturulmuş; bu detay modellerin yüksek hesaplama maliyetini ortadan kaldırmak için daha basit şekilde temsil edebilecek bir basit model için homojenize özellikler belirlenmiştir.

Bu amaçla, çerçeve elemanlar ile latis yapı optimizasyonu yöntemi kullanılmıştır; çünkü çerçeve elemanlar aynı zamanda çubuk detay modellerini sadece homojenize çap ve elastik modül değerleri ile temsil edebilir ve bu sayede optimizasyonda hesaplama yükü azaltılabilir.

Çubuk elemanları modellemek için kullanılacak çap ve açı değişkenleri ile belirsizlikler altında belirlenen homojenize özellikler arasında yapay sinir ağları modelleri kullanarak yapı-özellik ilişkileri oluşturulmuştur.

Geliştirilen yapay sinir ağı modeli, çubukların çerçeve elemanlarla modellenerek geliştirilen latis optimizasyonu sürecine entegre edilmiştir. Optimizasyon ile tasarlanan örnek uygulamalar üretilerek test edilmiş ve metodolojinin etkinliği doğrulanmıştır.

Böylece, latis yapıların optimizasyon ile tasarımı sürecinde belirsizliklerin de hesaba dahil edilerek performansının yüksek doğrulukta tahmin edilebildiği özgün bir metodoloji geliştirilmiştir.