Eklemeli İmalat Yöntemi ile Optimum Düz Dişli Çark Tasarımı ve Üretimi

Abstract

Dişli çarklar endüstride en çok kullanılan güç aktarma organı olarak karşımıza çıkmaktadır. Güç aktarımının olduğu hemen her yerde ilk sırada kullandıklarından dolayı, üzerlerinde bulundukları makinelerin toplam ağırlıklarını önemli ölçüde arttırmaktadırlar. Bu nedenle dişli geometrisi üzerinde gerçekleştirilecek hafifletme çalışmaları ile birlikte daha hafif ve sürdürülebilir makine tasarımları gerçekleştirilebilecektir. Bu çalışmada, eklemeli imalat yöntemi ve topoloji optimizasyonu yöntemleri kullanılarak, hafif yenilikçi ve sürdürülebilir bir dişli çark tasarımı gerçekleştirilmiştir. Bu amaçla öncelikle standart bir dişli geometrisi oluşturulmuştur. Ardından standart dişli çarka topoloji optimizasyonu uygulanarak optimum malzeme dağılımı belirlenmiştir. Elde edilen malzeme dağılımı, üretilebilirlik ve mukavemet kısıtları dikkate alınarak yeni bir dişli çark tasarımı yapılmıştır. Tasarlanan yeni ve standart dişliye birim yükler uygulanarak, dişli çarkların mukavemet performansları test edilmiş ve karşılaştırılmıştır. Ardından tasarlanan standart ve optimize edilmiş dişli çarklar üç boyutlu yazdırma yöntemi ile üretilmiş ve kütle değişimleri ölçülmüştür. Sonuç olarak, standart dişli çarka göre % 30 oranında hafifletme sağlanırken, gerilme değerlerinde ise %15’lik bir artış gözlemlenmiştir.