LAPTOP STAND DESIGN: DESIGNS FOR TRADITIONAL AND NEW MANUFACTURING METHODS AND COMPARISON

Year 2021, Volume: 5 Issue: 1, 65 - 75, 30.04.2021

Cemile Şanlıer Hüseyin Rıza Börklü Cengiz Eldem

https://doi.org/10.46519/ij3dptdi.836004

Cited By: 1

Abstract

Keywords

Machining Methods, Addictive Manufacturing, Topology Optimization, Generative Design, Laptop Desk Design

DİZÜSTÜ BİLGİSAYAR SEHPASI TASARIMI: GELENEKSEL VE YENİ İMALAT YÖNTEMLERİ İÇİN YAPILAN TASARIMLAR VE KARŞILAŞTIRILMASI

Abstract

Geleneksel talaşlı imalat yöntemleri ham veya yarı mamul parça üzerinden malzeme eksiltme esasına dayanır. Normalde operatör sevk ve idaresi altında çalışan bu tür tezgâhlar zamanla yarı otomatik veya tam otomatik (bilgisayar kontrollü) bir karakter kazanmışlardır. CNC şeklinde de anılan bu teknolojide, genel imalat tezgah yapıları veya çalışma sistemleri korunurken, insanın sevk ve idare etme işlemlerinin yerini bilgisayar ve yazılımlar almıştır. Son zamanlarda tamamen farklı çalışma prensiplerine dayanan ve ‘Eklemeli İmalat (Eİ)’ diye adlandırılan yeni bir teknoloji geliştirilmiştir. Burada, önceki malzeme eksiltme tersine, ince tabakalar şeklinde malzeme ekleme ile parçalar yapılmaktadır. Tam otomatik bir yöntem olan Eİ, zaman alıcı ve pahalı bir yöntem olmakla birlikte daha karmaşık ve imali zor parçalar inşa edilebilmektedir. Ayrıca bu yeni imalat yöntemleri ile birlikte tasarım ve CAD’da devrim niteliğinde bazı yaklaşımlar da doğmuştur. Bunlardan Topoloji optimizasyonu ve Üretken tasarım (generative design) ön plana çıkan yaklaşımlardır. Topoloji optimizasyonu parça üzerinde belirtilen alan ve sınırlayıcılara göre minimum malzeme ile en uygun yapıyı oluşturan tasarım yaklaşımıdır. Üretken tasarım ise sadece tasarımda olması istenen kritik bölgeleri belirleyerek yapay zeka ile birçok tasarım varyantı oluşturur ve sunar. Bu yeni yaklaşımların hem üstün hem de zayıf tarafları vardır. Bu araştırmada evlerde sık kullanılan yeni bir dizüstü bilgisayar sehpasının geleneksel yöntemle ve Eİ ile üretimi için tasarımlar yapılmıştır. Eİ için yapılan tasarımlarda, topoloji optimizasyonu ve üretken tasarım yaklaşımı kullanılmıştır. Elde edilen bu üç farklı tasarım, malzeme kullanımı, ağırlık, üretim maliyeti gibi bazı parametrelere göre karşılaştırılmıştır. Sonuç olarak, eklemeli imalat ile kullanılacak olan üretken tasarımın belirlenen parametreler açısından daha iyi sonuçlar verdiği görülmüştür.

Keywords

Geleneksel Üretim, Eklemeli İmalat, Topolojik Optimizasyon, Üretken Tasarım, Dizüstü Bilgisayar Sehpası

References

• 1. Dedeakayoğulları, H., Kaçal, A., “Eklemeli imalat teknolojileri ve kullanılan talaşlı imalat yöntemleri üzerine yapılan çalışmaların değerlendirilmesi ”, İmalat Teknolojileri ve Uygulamaları, Cilt 1, No 1, Sayfa 1-12, 2020.
• 2. Gao, W., Zhang, Y., Ramanuzan, D., Ramani, K., “The status, challenges, and future of additive manufacturing in engineering”, Computer-Aided Design, Volume 69, Pages: 65- 89, 2015.
• 3. Conner, B.P., Manogharan G. P., Martoff A. N. ve diğ., “Making sense of 3-D printing: Creating a map of additive manufacturing products and services”, Additive Manufacturing, Volume 1, Pages 64-76, 2014.
• 4. Liu, J., Chen, S., Gaynor, A., Kang, Z., “Current and future trends in topology optimization for additive manufacturing”, Structural and Multidisciplinary Optimization, 2018.
• 5. McKnight, M., “Generative design: What it is? How is it being used? Why it’s a game changer”, KnE Engineering / The International Conference on Design and Technology, Pages 176-181, 2017.
• 6. Altuntaş Yılmaz, N., “Yükseköğretim kurumlarında Covıd-19 pandemisi sürecinde uygulanan uzaktan eğitim durumu hakkında öğrencilerin tutumlarının araştırılması: Fizyoterapi ve rehabilitasyon bölümü örneği”, Necmettin Erbakan Üniversitesi Sağlık Bilimleri Fakültesi Dergisi, Cilt 3, Sayı 1, Sayfa 17, 2020.
• 7. İnternet: Ünal, R., “İmalat usulleri- Ders notu”, https://rahmiunal.net/dersler/uretim/uretim.html, Kasım, 2020.
• 8. Tezel, T., Topal, E. S., Kovan, V., “Hibrit imalat: Eklemeli imalat ile talaşlı imalat yöntemlerinin birlikte kullanılabilirliğinin incelenmesi”, International Journal of 3D Printing Technologies and Digital Industry, Volume 2:3, Pages 60-65, 2018.
• 9. İnternet: Kurgan, N., “Alışılmamış İmalat Yöntemleri- Ders Notu”, https://avys.omu.edu.tr/storage/app/public/naci.kurgan/71136/14.%20Eklemeli%20%C4%B0malat.pdf, Kasım, 2020.
• 10. Gebisa A. W., Lemu H. G., “A case study on topology optimized design for additive manufacturing”, IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, Volume 276, Stavanger, 2017.
• 11. Panchagnula J. S., Simhambhatla S., “Addictive manufacturing of complex shapes through weld-deposition and feature based slicing”, Proceedings of the ASME 2015 International Mechanical Engineering Congress and Exposition, Houston, 2015.
• 12. Gausemeier, J., Echterhoff, N., “Analysis of Promising Industries”, Bardehle, K., Thinking ahead the future of Additive Manufacturing, Pages 1-103, University of Paderborn- Direct Manufacturing Research Center (DMRC), Paderborn, 2011.
• 13. Aktimur, B., Gökpınar, E., “Katmanlı üretimin havacılıktaki uygulamaları”, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji, Sayı 3, Sayfa 463-469, 2014.
• 14. Kazakis, G., Kanellopoulos, I., Sotiropoulos, S., D.Lagarosa, N., “Topology optimization aided structural design: Interpretation, computational aspects and 3D printing”, Heliyon, Volume 3, Issue 10, 2017.
• 15. Zhou, M., Pagaldipti, N., Thomas, H.L., Shyy, Y.K., “An integrated approach to topology, sizing, and shape optimization”, Structural and Multidisciplinary Optimization, Volume 26, Issue 5, Pages 308–317, 2004.
• 16. Bendsoe, M. P., Sigmund, O., “Topology optimization: Theory, methods, and applications”, Springer, 2003.
• 17. Poyraz, M., “Bir kamyon şasisinin yapısal optimizasyonu”, Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi, İstanbul, 2004.
• 18. Sigmund, O., “On the usefulness of non-gradient approaches in topology optimization”, Structural and Multidisciplinary Optimization, Volume 43, Pages 589-596, 2011.
• 19. Bendsoe M.P., Kikuchi, N. ‘’Generating optimal topologies in structural design using a homogenization method’’, Computational Methods Application Mechanics Engineering, Volume 71, Pages 197-24, 1988.
• 20. Nadir W, Kim Y, Weck O L., “Structural shape optimization considering both performance and manufacturing cost”, 10th AIAA/ISSMO Multidisciplinary Analysis and Optimization Conference, New York, 2004.
• 21. Yaman, U., “Topoloji optimizasyonu yapılmış parçaların 3b yazıcılar ile doğrudan üretilmesi”. GU J Sci, Part C, Cilt 7, Sayı 1, Sayfa 236-244, 2019.
• 22. Brackett, D., Ashcroft, I., Hague, R., “Topology optimization for additive manufacturing”, In Proceedings of the Solid Freeform Fabrication Symposium, Pages 348- 362, Austin, 2011.
• 23. Rozvany, G. I. N., “A critical review of established methods of structural topology optimization”, Struct. Multidiscip. Optim., Volume 37, Pages 217–237, 2009.
• 24. Meisel, N., Gaynor, A., Wiliams, C., Guest, J., “Multiple-material topology optimization of compliant mechanisms created via polyjet 3d printing”, Journal of Manufacturing Science and Engineering, Volume 136, Issue 6, 2014.
• 25. İnternet: https://www.quint.co.jp/eng/pro/ots/ots_fnc-tpo.htm, Kasım, 2020.
• 26. Schnitger, M., “An ıntroduction to generative design”, Cadalyst. Longitude Media, https ://info.cadal yst.com/ (2018), Aralık, 2020.
• 27. Briard, T., Segonds, F., Zamariola F., “G‑DfAM: A methodological proposal of generative design for additive manufacturing in the automotive industry”, International Journal on Interactive Design and Manufacturing, Volume 14, Pages 875–886, 2020.
• 28. Lobos, A., “Applying generative systems to product design”, XXII Generative Art Conference – GA, Pages 46- 56, Roma, 2019.
• 29. Krish, S., “A practical generative design method”, Computer-Aided Design, Volume43, Pages 88-100, 2011.
• 30. İnternet: https://www.newequipment.com/research-and-development/article/22059780/what-generative-design-is-and-why-its-the-future-of-manufacturing, Kasım, 2020.
• 31. Agkathidis, A., “Generative design: Form-finding techniques in architecture”, Laurence King Publishing, Pages 10-14, London, 2016.
• 32. İnternet: https://www.autodesk.com.tr/solutions/generative-design/education, Kasım, 2020.
• 33. Wun, J., Qian, X., Yu Wang, M., “Advances in generative design”. Computer-Aided Design, Volume 116, 2019.