Topological Optimisation, Generative Design and 3D Printing
Investigating the Industrial Applicability of Additive Manufacturing Technology
Copyright (c) 2024 Hegedűs Ernő, Gávay György, Sebők István, Tenczel Martin Bence
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
Abstract
Innovative design methods such as topological optimisation and generative design have a significant impact on the industrial applicability of additive manufacturing. This paper explores the design
opportunities and limitations in the light of these methods and the capabilities of the Markforged Metal X 3D
metal printer with ADAM technology, with some examples of specific applications in the automotive and aerospace industries.
Keywords:
References
ABDEL-AAL, Hisham A. (2021): Additive Manufacturing of Metals: Fundamentals and Testing of 3D and 4D Printing. Toronto: McGrawHill.
Autodesk Sustainability Workshop [@AutodeskEcoWorkshop] (2017): Topology Optimization in Autodesk Fusion 360. YouTube, 2017. április 12. Online: https://www.youtube.com/watch?v=lyTULzvHhXw&ab_channel=AutodeskSustainabilityWorkshop
BROOKE, Rose (2013): Additive Manufacturing ‘Can Lower Aircraft Building and Operating Costs’. TCT, 2013. október 29. Online: https://www.tctmagazine.com/additive-manufacturing-3d-printing-news/additive-manufacturing-can-lower-aircraft-building-and-oper/
DARUKA Norbert et al. (2024): A 3D nyomtatási képesség kialakításának lehetőségei és korlátai a Magyar Honvédségben. Hadtudomány, 34(E-szám), 27–39. Online: https://doi.org/10.17047/Hadtud.2024.34.E.27
DUGHMI, Ahmad – KÁTAI László (2022): A generatív tervezés módszerének áttekintése. A gép, 73(3–4), 5–10. Online: https://epa.oszk.hu/03300/03334/00058/pdf/EPA03334_gep_2022_3-4_005-010.pdf
FICSOR Botond – HEGEDŰS Ernő (2023): A 3D fémnyomtatás alkalmazhatóságának vizsgálata MALE-kategóriájú UAV-dízelmotor fejlesztésre 3D nyomtatással gazdaságosan gyártható könnyített szerkezetű alkatrészek és részegységek a repülő szakterületen. Katonai Logisztika, 31(1–2), 38–72. Online: https://doi.org/10.30583/2023-1-2-038
GÖNCZI Dávid (2021): Topológiai optimalizálási feladatok alapvető sajátosságai Abaqus végeselemes programrendszerben. Multidiszciplináris Tudományok, 11(4), 177–187. Online: https://doi.org/10.35925/j.multi.2021.4.22
JAGTAP, Balaji M. – KAKANDIKAR, Ganesh M. – JAWADE, Samidha A. (2022): Mechanical Behavior of Inconel 625 and 17-4 PH Stainless Steel Processed by Atomic Diffusion Additive Manufacturing. In Harshit K. DAVE – DIXIT, Uday Shanker – NEDELCU, Dumitru (szerk.): Recent Advances in Manufacturing Processes and Systems. [H. n.]: Springer Nature Singapore, 583–594. Online: https://doi.org/10.1007/978-981-16-7787-8_47
Markforged 3D Printers. Online: https://www.mark3d.com/en/buy-markforged-3d-printers/
MARKOVITS, Tamás – ERŐSS, László Dániel – FENDRIK, Ármin (2023): Analysing The Generative Design of Payload Part for the 3D Metal Printing. Communications – Scientific Letters of the University of Zilina, 25(1), 45–51. Online: https://doi.org/10.26552/com.C.2023.010
NAGY Tibor (2023): 3D nyomtatás az Audi Hungaria szolgálatában. Next 3D – additív gyártástechnológia konferencia. Budapest, 2023. szeptember 12., 12. dia.
PUSZTAI Zoltán (2021): Topológiai optimalizálás alkalmazása autonóm energiahatékony jármű motortartó adapterén. Autonóm Járművek. Workshop-sorozat. Konferenciakiadvány. Győr: Széchenyi István Egyetem, 85–91.
SAADLAOUI, Y. et al. (2017): Topology Optimization and Additive Manufacturing: Comparison of Conception Methods Using Industrial Codes. Journal of Manufacturing Systems, 43(1), 178–186. Online: https://doi.org/10.1016/j.jmsy.2017.03.006
SÆTERBØ, Mathias – SOLVANG, Wei Deng (2023): Evaluating the Cost Competitiveness of Metal Additive Manufacturing – A Case Study with Metal Material Extrusion. CIRP Journal of Manufacturing Science and Technology, 45, 113–124. Online: https://doi.org/10.1016/j.cirpj.2023.06.005
SEREGI Bálint Leon – FICZERE Péter – BORBÁS Lajos (2021): Drón vázszerkezet létrehozása generatív tervezéssel. Acta Periodica, 23. 72–80. Online: https://doi.org/10.47273/AP.2021.23.72-80
SZABÓ Kristóf (2021): Topológiai módszerek alkalmazása. Multidiszciplináris Tudományok: A Miskolci Egyetem Közleménye, 11(4), 218–226. Online: https://doi.org/10.35925/j.multi.2021.4.26
Titanium 3D printing powder – EOS GmbH Electro Optical Systems – corrosion-resistant/DMLS/for the aerospace industry Online: https://www.directindustry.com/prod/eos-gmbh-electro-optical-systems/product-5078-2528687.html
TOMLIN, Matthew – MEYER, Jonathan (2011): Topology Optimization of an Additive Layer Manufactured (ALM) Aerospace Part. The 7th Altair CAE Technology Conference, 1–9. Online: https://www.pfonline.com/cdn/cms/uploadedfiles/topology-optimization-of-an-additive-layer-manufactured-aerospace-part.pdf
TÓTH Balázs – ANDÓ Mátyás (2020): Generatív tervezés kombinálása 3D nyomtatással. Mérnöki és Informatikai Megoldások, 7(1), 61–68. Online: https://doi.org/10.37775/EIS.2020.1.9
VÉGVÁRI Zsolt – ZENTAY Péter – HEGEDŰS Ernő (2022): A 3D-s nyomtatás és katonai alkalmazásának lehetőségei 1. rész. Haditechnika, 56(6), 56–61. Online: https://doi.org/10.23713/HT.56.6.09