Fonksiyonel Derecelendirilmiş TPMS Bazlı Gyroid Kafes Yapısının Eklemeli İmalat ile Üretilebilirliğinin Nümerik Analiz ile İncelenmesi

Abstract

Triply Periodic Minimal Surfaces (TPMS), matematiksel olarak tanımlanmış minimal yüzeylerdir ve bu yüzeyler genellikle periodik desenler oluşturarak tekrar eden bir yapı sergiler. Gyroid, TPMS sınıfına ait bir örnek olup minimal yüzeyin kendine özgü geometrisi ve topolojik düzeni ile dikkat çeker. Gyroid kafes yapısı, özgün geometrik düzeni sayesinde içi boş bir yapı oluşturur. Gyroid kafes yapısının içindeki düzenli boşluklar, malzemenin hafif olmasını sağlarken aynı zamanda yüksek dayanıklılık sunar. Bu durum, havacılık ve uzay endüstrileri gibi uygulamalarda maliyetleri düşürme ve enerji verimliliğini artırma gibi önemli birtakım avantajlar sağlar ve mühendislik projelerinde malzeme hafifliği ile dayanıklılık arasında bir denge kurulmasına olanak tanır. Gyroid kafes yapısının eklemeli imalat ile üretilebilirliği tasarımın karmaşıklığına, kullanılan malzemeye ve üretim sürecine bağlı olarak değişebilir. Gyroid kafes yapısının tasarımı belirli üretilebilirlik kriterlerine uygun olmalıdır. Karmaşıklığı ve geometrik detayları, baskı sürecinin kararlı ve tekrarlanabilir olması açısından göz önünde bulundurulmalıdır. Üretilebilirliği etkileyen kritik unsurlardan bir diğeri de malzeme seçimidir. Gyroid kafes yapısı genellikle hafif, dayanıklı ve belirli özelliklere sahip malzemelerle üretilir ve metal alaşımları, polimerler veya kompozit malzemeler kullanılabilir. Uygun malzemenin seçimi termal, mekanik özellikleri etkiler ve tasarımın başarıyla üretilmesinde kritik bir rol oynar. Gyroid kafes yapısının üretilebilirliği, sürekli olarak gelişen malzeme bilimi ve 3D baskı teknolojileriyle birlikte daha fazla potansiyel kazanmaktadır. Gelecekteki araştırmalar, malzeme çeşitliliği, üretim hızı ve tasarım özgürlüğü gibi konularda iyileştirmeler sağlamak üzere odaklanabilir.