Topologioptimering inom Svetsbaserad Additiv Tillverkning : applicerat på Pendelarm för Bandsystem

Sammanfattning

Examensarbetet har genomförts inom området produktutveckling på institutionen för ingenjörsvetenskap. Delar av arbetet utfördes på produktionstekniskt centrum (PTC).Examensarbetet innefattar undersökning av den kombinerande användningen av topologioptimering och svetsbaserad additiv tillverkning (WAAM) mot en pendelarm från ett bandsystem. Utifrån arbetets syfte skulle följande frågeställningar besvaras: Hur fungerar topologioptimering och WAAM? Hur genomförs topologioptimering med Autodesk Inventor? Går det kombinera topologioptimering och WAAM på ett effektivt sätt? Måste optimerade objekt justeras manuellt för att kunna produceras i den givna WAAM processen? Vidare sattes ett teoretiskt ramverk på WAAM processen, topologioptimering och FEM-analys för att kunna besvara de frågeställningar som angivits. Detta gjordes med målet att få en djupare förståelse för de olika koncepten och hur de används i praktiken. Tillsammans med uppdragsgivaren studerades den produktionsrigg som användes i arbetet samt sattes hållfasthetskrav, verkande krafter och mått på pendelarmen. När dessa punkter var fastställda påbörjades optimeringsprocessen på pendelarmen vilket gjordes med Autodesk Inventor.Optimeringsprocessen bestod av FEM-analys, topologioptimering samt slutgiltig bearbetning mot WAAM processen. Även en kort genomgång av tillverkningsprocessens beredningsparametrar presenteras. Från arbetets syfte formulerades även tre punkter som beskriver att arbetet skulle resultera i En topologioptimerad och tillverkningsmöjlig pendelarm. Analysering mellan den icke optimerade och den optimerade pendelarmen. En analysering av hur topologioptimeringen och WAAM kombineras med hänsyn till angivna begränsningar och krav. I resultatet analyseras den digitala och fysiska modellen utifrånde angivna punkterna, även optimeringsmetodiken analyseras också utifrån implementeringsförmågan och användarvänligheten. Metoden som används i arbetet visar sig vara mycket användbar vid denna form av optimeringsproblem som innefattar enstaka komponenter av lägre geometrisk komplexitet. Slutligen diskuterades olika aspekter från arbetet och hur eventuell förbättring eller utveckling kan implementeras. En reflekterande slutsats ges också utifrån de frågeställningar som presenterades i arbetets början och hur väl de har besvarats