Skip to main content
Erschienen in: International Journal on Interactive Design and Manufacturing (IJIDeM) 4/2023

07.03.2023 | Original Paper

Advanced optimisation of a mechanical product for its additive manufacturing

verfasst von: Myriam Orquéra, Fabien Albrand, Cristiam Lasso, Dominique Millet, Sébastien Campocasso

Erschienen in: International Journal on Interactive Design and Manufacturing (IJIDeM) | Ausgabe 4/2023

Einloggen

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

The main objectives of optimising a mechanical system are to reduce costs and increase performance. Thanks to additive manufacturing, it is possible to exploit shape optimisation to place the material where it is needed. This optimisation implies a gain in material and mass but also changes in mechanical behaviour, for example in the connections. Thus, the boundary conditions on the functional surfaces are different before and after the topological optimisation. The objective of this paper is to show that following a topological optimisation, the functional surfaces (i.e. the non-design spaces) have to be redesigned and/or adapted. For this purpose, it is proposed to study a mechanism using two approaches. The first is the simple optimisation of a mechanism along different optimisation paths. The second approach consists in optimising while considering the inter-linkage efforts. The proposed methodology will be applied on a case study which will demonstrate the impact on the performance with an improvement of the functional surfaces. The result of the study shows that by adapting these non-design spaces, the mechanical strength of the parts is improved with the same gain in mass.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Wirtschaft"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 340 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Versicherung + Risiko




Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Literatur
13.
Zurück zum Zitat Orquéra, M. Conception pour la fabrication additive : approche méthodologique pour les systèmes mécaniques multi-corps, PhD thesis, University of Toulon (2019) Orquéra, M. Conception pour la fabrication additive : approche méthodologique pour les systèmes mécaniques multi-corps, PhD thesis, University of Toulon (2019)
16.
Zurück zum Zitat Tang, Y., Zhao, Y.F. : Design method for lattice-skin structure fabricated by additive manufacturing. In: ASME. ASME's International Mechanical Engineering Congress & Exposition, Montreal, Quebec, Canada, p. V02BT02A030 (2014). https://doi.org/10.1115/IMECE2014-38645. Tang, Y., Zhao, Y.F. : Design method for lattice-skin structure fabricated by additive manufacturing. In: ASME. ASME's International Mechanical Engineering Congress & Exposition, Montreal, Quebec, Canada, p. V02BT02A030 (2014). https://​doi.​org/​10.​1115/​IMECE2014-38645.
19.
Zurück zum Zitat Rakotondrainibe, L., Allaire, G., Orval, P., Rakotondrainibe, L., Allaire, G., Orval, P.: Topology optimization of connections in mechanical systems. Struct. Multidiscip. Optim. Springer V. hal-02433242 (2020) Rakotondrainibe, L., Allaire, G., Orval, P., Rakotondrainibe, L., Allaire, G., Orval, P.: Topology optimization of connections in mechanical systems. Struct. Multidiscip. Optim. Springer V. hal-02433242 (2020)
21.
Zurück zum Zitat Baron, E., Ligier, J.-L.: Acyclisme des moteurs thermiques—forces, couples et moments appliqués au moteur monocylindre. Tech. l’ingénieurs. 33, BM2588 V1 (2017) Baron, E., Ligier, J.-L.: Acyclisme des moteurs thermiques—forces, couples et moments appliqués au moteur monocylindre. Tech. l’ingénieurs. 33, BM2588 V1 (2017)
24.
Zurück zum Zitat Orquéra, M., Campocasso, S., Millet, D.: Topological optimization of a mechanical system with adaptive convergence criterion. In: International Joint Conference on Mechanics, Design Engineering and Advanced Manufacturing. pp. 86–91. Springer, Cham (2021). https://doi.org/10.1007/978-3-030-70566-4_15 Orquéra, M., Campocasso, S., Millet, D.: Topological optimization of a mechanical system with adaptive convergence criterion. In: International Joint Conference on Mechanics, Design Engineering and Advanced Manufacturing. pp. 86–91. Springer, Cham (2021). https://​doi.​org/​10.​1007/​978-3-030-70566-4_​15
25.
Zurück zum Zitat Ramachandran, T., Padmanaban, K.P.: Review on internal combustion engine vibrations and mountings. Int. J. Eng. Sci. Emerg. Technol. 3, 2231–6604 (2012) Ramachandran, T., Padmanaban, K.P.: Review on internal combustion engine vibrations and mountings. Int. J. Eng. Sci. Emerg. Technol. 3, 2231–6604 (2012)
27.
Zurück zum Zitat Ren, S., Galjaard, S.: Topology optimisation for steel structural design with additive manufacturing. Model. Behav. Des. Model. Symp. 35–44 (2015) Ren, S., Galjaard, S.: Topology optimisation for steel structural design with additive manufacturing. Model. Behav. Des. Model. Symp. 35–44 (2015)
29.
Zurück zum Zitat Petit, D., Maillet, D.: Techniques inverses et estimation de paramètres. Partie 1. Tech. l’ingénieur Phys. Stat. Math. 42619210, 1–18 (2008) Petit, D., Maillet, D.: Techniques inverses et estimation de paramètres. Partie 1. Tech. l’ingénieur Phys. Stat. Math. 42619210, 1–18 (2008)
30.
Zurück zum Zitat Clos, C.: Technologie des moteurs alternatifs à combustion interne. Tech. l’ingénieur. B 2800, B2800–B2801 (1996) Clos, C.: Technologie des moteurs alternatifs à combustion interne. Tech. l’ingénieur. B 2800, B2800–B2801 (1996)
31.
Zurück zum Zitat Brun, R., Gastinne, F.: Moteurs thermiques alternatifs, Parties mobiles Pistons et segments. Tech. l’ingénieur. 3, B396 (1983) Brun, R., Gastinne, F.: Moteurs thermiques alternatifs, Parties mobiles Pistons et segments. Tech. l’ingénieur. 3, B396 (1983)
Metadaten
Titel
Advanced optimisation of a mechanical product for its additive manufacturing
verfasst von
Myriam Orquéra
Fabien Albrand
Cristiam Lasso
Dominique Millet
Sébastien Campocasso
Publikationsdatum
07.03.2023
Verlag
Springer Paris
Erschienen in
International Journal on Interactive Design and Manufacturing (IJIDeM) / Ausgabe 4/2023
Print ISSN: 1955-2513
Elektronische ISSN: 1955-2505
DOI
https://doi.org/10.1007/s12008-023-01232-9

Weitere Artikel der Ausgabe 4/2023

International Journal on Interactive Design and Manufacturing (IJIDeM) 4/2023 Zur Ausgabe

Premium Partner