Cam kalıplarının ideal soğutulması için topoloji optimizasyonu ve sonlu elemanlar analizi
Topology optimization and finite element analysis for ideal cooling of glass molds
Yazar: YAHYA TARTAN
Danışman: PROF. DR. MUSTAFA AY
Marmara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Makine Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Cam = Glass ; Kalıplar = Molds ; Sonlu elemanlar analizi = Finite element analysis ; Topoloji = Topology

Özet:
Camdan üretimi yapılacak parçanın şekil, konum ve boyut toleranslarına uygun, kendisinden beklenen dayanım özelliklerini karşılayabilecek, ideal soğutma özelliğine sahip bir cam kalıbının tasarımı ve üretimi amaçlanmıştır. Bu çalışma ile birlikte daha hafif ve yüksek dayanımlı kalıp üretilmesini sağlamakla beraber, işleme ve taşıma maliyetlerinin düşürülmesi, enerji tasarrufunun sağlanması hedeflenmiştir. Tasarlanmak istenilen cam imalat kalıbında, ideal soğutma sağlanması halinde hem üründe kalite ve verimliliğin artacağı hem de kalıp ömrünün daha uzun olacağı düşünülmektedir. Optimizasyon yöntemi ile beraber yeterli malzeme kullanımı ile doğru sonuçlara ulaşılıp sürdürülebilirliğin sağlanması amaçlanmıştır. Bu hedefler doğrultusunda yapılacak tasarım uygulamalarında topoloji optimizasyon ilkelerinden faydalanılmıştır. Bu çalışmada, deneysel ve sayısal analiz yöntemleri kullanılmıştır. CAD/CAM programlarıyla tasarımı yapılan kalıbın, mekanik özellikleri analiz edilmiş ve topoloji optimizasyonu yöntemi uygulanmıştır. Bu şekilde ortaya çıkan iki tasarım kalıp arasında karşılaştırma yapılarak ideal olan kalıp tasarımı seçilmiştir. Sonlu elemanlar analizleriyle birlikte bu yöntemin kullanılabilirliği ve bize sağladığı faydalar gözlemlenmiştir. Bu çalışma ile birlikte, cam kalıplarının uzun ömürlü olması, maliyetlerinin düşürülmesi ve ideal soğutma sağlanması istenilmiştir. Yapılan bütün bu araştırma ve uygulamalar ışığında, uygun tasarıma sahip kalıbın üretilebileceği tasarlanmıştır.

Anahtar Kelimeler: Topoloji Optimizasyonu, Sonlu Elemanlar Analizi, Kalıp

Abstract:
It is aimed to design and manufacture a glass mold that is suitable for the shape, position and size tolerances of the part to be produced from glass, can meet the expected strength properties, and has ideal cooling properties. With this study, it was aimed to reduce the processing and transportation costs and to save energy, while enabling the production of lighter and higher-strength molds. It is thought that the quality and productivity of the product will increase and the mold life will be longer if ideal cooling is provided in the glass manufacturing mold to be designed. With the optimization method, it is aimed to achieve the right results with the use of sufficient materials and to ensure sustainability. Topology optimization principles were used in the design applications to be made in line with these goals. In this study, experimental and numerical analysis methods were used. The mechanical properties of the mold designed with CAD/CAM programs were analyzed and the topology optimization method was applied. By comparing the two design molds that emerged in this way, the ideal mold design was selected. With the finite element analysis, the usability of this method and the benefits it provides us have been observed. As a result, it was desired that the glass molds have a long life, reduce their costs and provide ideal cooling. In the light of all these researches and applications, it has been designed that a mold with a suitable design can be produced.

Keywords: Topology Optimization, Finite Element Analysis, Mold






								          Yahya TARTAN