BİR JET MOTORU TÜRBİN KANATÇIĞININ EKLEMELİ İMALATA GÖRE TOPOLOJİ OPTİMİZASYONUNUN ARAŞTIRILMASI
Fehmi MUTLU Mehmet Cengiz KAYACAN
AbstractGünümüzde havacılık endüstrisi, güvenlikten ödün vermeden hava araçlarının ağırlığını azaltmak için birçok çalışma yapmaktadır. Bu çalışmalarda sıklıkla kullanılan topoloji optimizasyonu metodunun, eklemeli imalat prosesleri ile birleştirilmesi, hava araçlarının bileşen ağırlığının azaltılmasında daha verimli bir yöntem olmasını sağlamaktadır. Bu yöntemde, sonlu elemanlar metoduna kullanılarak modellenen parçanın, çalışma koşullarında yeterli malzeme dağılımı belirlenmektedir. Çalışmada bir jet motoru türbin kanatçığının hexagon, pyritohedron ve tetra kafes yapılarında eklemeli imalata göre topoloji optimizasyonu gerçekleştirilmiştir. Topoloji optimizasyonu sonucu en yüksek ağırlık azaltma oranı %47,9 ile tetra kafes yapısında elde edilmiştir. Daha sonra ise karmaşık şekiller içeren ağırlığı azaltılmış kanatçık, bir eklemeli imalat prosesi olan eriyik yığma modelleme ile imal edilmiştir. Sonuç olarak eklemeli imalat yöntemine göre topoloji optimizasyonu yapılan jet motoru türbin kanatçığı ile tüm türbinin ağırlığı azaltılmıştır. Nowadays, the aerospace industry does a lot of study to reduce the weight of aircraft without compromising safety. Combination of topology optimization method, which is frequently used in these studies, with additive manufacturing processes, provides a more efficiently method of reducing the component weight of aircraft. In this method, sufficient material distribution is determined in the working conditions of the modeled part by using the finite element method. In the study, was realized topology optimization of hexagon, pyritohedron and tetra lattice structures of a jet engine turbine blade according to additive manufacturing. As a result of topology optimization, the highest weight reduction rate was obtained in the tetra lattice structure with 47.9%. Then, weight reduced blade, contain complex shapes, was manufactured by fused deposition modeling, which is an additive manufacturing process. As a result, the weight of the overall turbine has been reduced the jet engine turbine blade which was optimized for topology according to the additive manufacturing method.