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

ELDEM, CENGİZ; Borklu, Huseyin R; Şanlıer, Cemile

doi:10.46519/ij3dptdi.836004

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

Cemile Şanlıer, (Gazi Üniversitesi, Teknoloji Fakültesi, Endüstriyel Tasarım Mühendisliği Bölümü, Ankara, Türkiye)

Hüseyin Rıza BÖRKLÜ, (Gazi Üniversitesi, Teknoloji Fakültesi, Endüstriyel Tasarım Mühendisliği Bölümü, Ankara, Türkiye)

Cengiz ELDEM (Gazi Üniversitesi, Teknoloji Fakültesi, Endüstriyel Tasarım Mühendisliği Bölümü, Ankara, Türkiye)

International Journal of 3D Printing Technologies and Digital Industry

42 3

Yıl: 2021 Cilt: 5 Sayı: 1 Sayfa Aralığı: 65 - 75 Metin Dili: Türkçe DOI: 10.46519/ij3dptdi.836004 İndeks Tarihi: 29-07-2022

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

Öz:

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.

Anahtar Kelime: Topolojik Optimizasyon Üretken Tasarım Dizüstü Bilgisayar Sehpası Geleneksel Üretim Eklemeli İmalat

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

Öz:

Traditional machining methods are based on material reduction from raw or semi-finished parts. Normally, these types of CNC machine, which are operated under the management and administration of the operator, have gradually gained a semi-automatic or fully automatic character. Additive Manufacturing (AM), which has been developed recently is based on the creation of parts by adding material in the form of layers. Although AM is a time consuming and expensive method, more complex and difficult to manufacture parts can be built. With these new manufacturing methods, some revolutionary approaches in design and CAD have also been born. Topology optimization and Generative design are the most prominent approaches and have been used to create design options. In this research, designs were made for the production of a new laptop stand, using traditional method and AM. These three different designs (two designs created with topology optimization and generative design method and one design created traditional manufacturing) obtained were compared according to parameters such as material usage, weight, production cost. Generative design to be used with additive manufacturing gave better results in terms of determined parameters.

Anahtar Kelime:

Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık

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, Vol. 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, Vol. 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, Şubat 2, 2021.
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, Vol. 2, Issue 3, Pages 60-65, 2018.
9. İnternet: Kurgan, N., “Alışılmamış imalat yöntemleri- Ders notu”, https://avys.omu.edu.tr/storage/app/public/naci.kurgan/71136/14.%20Eklemeli%20%C4%B0malat.pdf, Şubat 2, 2021.
10. Gebisa A. W., Lemu H. G., “A case study on topology optimized design for additive manufacturing”, IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, Vol. 276, 012026, 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, Cilt 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, Vol.3, Issue 10, e00431, 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, Vol. 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, Vol. 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, Vol. 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., Vol. 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, Vol. 136, Issue 6, 061015, 2014.
25. İnternet: Topoloji optimizasyonu görsel, https://www.quint.co.jp/eng/pro/ots/ots_fnc-tpo.htm, Şubat 2, 2021.
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, Vol. 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, Vol. 43, Pages 88-100, 2011.
30. İnternet: New Equipment Digest, What generative design is and why its the future of manufacturing, https://www.newequipment.com/research-and-development/article/22059780/what-generative-design-isand-why-its-the-future-of-manufacturing, Şubat 2, 2021.
31. Agkathidis, A., “Generative design: Form-finding techniques in architecture”, Laurence King Publishing, Pages 10-14, London, 2016.
32. İnternet: Autodesk, Üretken tasarım, https://www.autodesk.com.tr/solutions/generative-design/education, Şubat 2, 2021.
33. Wun, J., Qian, X., Yu Wang, M., “Advances in generative design”, Computer-Aided Design, Vol. 116, 102733, 2019.

APA	Şanlıer C, Borklu H, ELDEM C (2021). DİZÜSTÜ BİLGİSAYAR SEHPASI TASARIMI: GELENEKSEL VE YENİ İMALAT YÖNTEMLERİ İÇİN YAPILAN TASARIMLAR VE KARŞILAŞTIRILMASI. , 65 - 75. 10.46519/ij3dptdi.836004
Chicago	Şanlıer Cemile,Borklu Huseyin R,ELDEM CENGİZ DİZÜSTÜ BİLGİSAYAR SEHPASI TASARIMI: GELENEKSEL VE YENİ İMALAT YÖNTEMLERİ İÇİN YAPILAN TASARIMLAR VE KARŞILAŞTIRILMASI. (2021): 65 - 75. 10.46519/ij3dptdi.836004
MLA	Şanlıer Cemile,Borklu Huseyin R,ELDEM CENGİZ DİZÜSTÜ BİLGİSAYAR SEHPASI TASARIMI: GELENEKSEL VE YENİ İMALAT YÖNTEMLERİ İÇİN YAPILAN TASARIMLAR VE KARŞILAŞTIRILMASI. , 2021, ss.65 - 75. 10.46519/ij3dptdi.836004
AMA	Şanlıer C,Borklu H,ELDEM C DİZÜSTÜ BİLGİSAYAR SEHPASI TASARIMI: GELENEKSEL VE YENİ İMALAT YÖNTEMLERİ İÇİN YAPILAN TASARIMLAR VE KARŞILAŞTIRILMASI. . 2021; 65 - 75. 10.46519/ij3dptdi.836004
Vancouver	Şanlıer C,Borklu H,ELDEM C DİZÜSTÜ BİLGİSAYAR SEHPASI TASARIMI: GELENEKSEL VE YENİ İMALAT YÖNTEMLERİ İÇİN YAPILAN TASARIMLAR VE KARŞILAŞTIRILMASI. . 2021; 65 - 75. 10.46519/ij3dptdi.836004
IEEE	Şanlıer C,Borklu H,ELDEM C "DİZÜSTÜ BİLGİSAYAR SEHPASI TASARIMI: GELENEKSEL VE YENİ İMALAT YÖNTEMLERİ İÇİN YAPILAN TASARIMLAR VE KARŞILAŞTIRILMASI." , ss.65 - 75, 2021. 10.46519/ij3dptdi.836004
ISNAD	Şanlıer, Cemile vd. "DİZÜSTÜ BİLGİSAYAR SEHPASI TASARIMI: GELENEKSEL VE YENİ İMALAT YÖNTEMLERİ İÇİN YAPILAN TASARIMLAR VE KARŞILAŞTIRILMASI". (2021), 65-75. https://doi.org/10.46519/ij3dptdi.836004

APA	Şanlıer C, Borklu H, ELDEM C (2021). DİZÜSTÜ BİLGİSAYAR SEHPASI TASARIMI: GELENEKSEL VE YENİ İMALAT YÖNTEMLERİ İÇİN YAPILAN TASARIMLAR VE KARŞILAŞTIRILMASI. International Journal of 3D Printing Technologies and Digital Industry, 5(1), 65 - 75. 10.46519/ij3dptdi.836004
Chicago	Şanlıer Cemile,Borklu Huseyin R,ELDEM CENGİZ DİZÜSTÜ BİLGİSAYAR SEHPASI TASARIMI: GELENEKSEL VE YENİ İMALAT YÖNTEMLERİ İÇİN YAPILAN TASARIMLAR VE KARŞILAŞTIRILMASI. International Journal of 3D Printing Technologies and Digital Industry 5, no.1 (2021): 65 - 75. 10.46519/ij3dptdi.836004
MLA	Şanlıer Cemile,Borklu Huseyin R,ELDEM CENGİZ DİZÜSTÜ BİLGİSAYAR SEHPASI TASARIMI: GELENEKSEL VE YENİ İMALAT YÖNTEMLERİ İÇİN YAPILAN TASARIMLAR VE KARŞILAŞTIRILMASI. International Journal of 3D Printing Technologies and Digital Industry, vol.5, no.1, 2021, ss.65 - 75. 10.46519/ij3dptdi.836004
AMA	Şanlıer C,Borklu H,ELDEM C DİZÜSTÜ BİLGİSAYAR SEHPASI TASARIMI: GELENEKSEL VE YENİ İMALAT YÖNTEMLERİ İÇİN YAPILAN TASARIMLAR VE KARŞILAŞTIRILMASI. International Journal of 3D Printing Technologies and Digital Industry. 2021; 5(1): 65 - 75. 10.46519/ij3dptdi.836004
Vancouver	Şanlıer C,Borklu H,ELDEM C DİZÜSTÜ BİLGİSAYAR SEHPASI TASARIMI: GELENEKSEL VE YENİ İMALAT YÖNTEMLERİ İÇİN YAPILAN TASARIMLAR VE KARŞILAŞTIRILMASI. International Journal of 3D Printing Technologies and Digital Industry. 2021; 5(1): 65 - 75. 10.46519/ij3dptdi.836004
IEEE	Şanlıer C,Borklu H,ELDEM C "DİZÜSTÜ BİLGİSAYAR SEHPASI TASARIMI: GELENEKSEL VE YENİ İMALAT YÖNTEMLERİ İÇİN YAPILAN TASARIMLAR VE KARŞILAŞTIRILMASI." International Journal of 3D Printing Technologies and Digital Industry, 5, ss.65 - 75, 2021. 10.46519/ij3dptdi.836004
ISNAD	Şanlıer, Cemile vd. "DİZÜSTÜ BİLGİSAYAR SEHPASI TASARIMI: GELENEKSEL VE YENİ İMALAT YÖNTEMLERİ İÇİN YAPILAN TASARIMLAR VE KARŞILAŞTIRILMASI". International Journal of 3D Printing Technologies and Digital Industry 5/1 (2021), 65-75. https://doi.org/10.46519/ij3dptdi.836004