Design optimization and 3D printing of a sandwich panel for a lunar roverframe
Notice bibliographique
Résumé
A novel 2D cellular material optimization method is introduced in this study to optimize the stiffness of a lightweight sandwich panel by changing the cellular configuration of the core. The literature presents computer expensive optimization methods that are not necessarily adapted to the manufacturing method. Here, the stiffness of a sandwich panel is determined by the finite element method and a blackbox optimizer determines an optimal cellular configuration, which are adapted to fused filament fabrication. This optimization method is combined with a parametric study to investigate the influence of core thickness, skins thickness, cellular walls width and cellular density. The optimized sandwich panel and a honeycomb reference are 3D printed and mechanically tested and compared to validate the optimization method. This optimization method is also used on the frame of a lunar rover to decrease its weight and increase its stiffness, thus increasing the frequency of the first mode of the rover in the launcher. Since the lunar rover is a large component, a special 3D printer is required to manufacture it. We developed a custom 3D printer, consisting of a 6 degrees-of-freedom robotic arm mounted by a Typhoon, a high-flow filament based printhead. This high-flow extruder allows to print the frame of a lunar rover within a day, compared to two weeks using a conventional printhead. The printing bed and an enclosure allow to print different materials, from PLA to reinforced PEEK, with dimensions of 1.5m 0.8m. Using this 6 degrees-of-freedom robot, we also developed a non-planar slicer with variable layer height and a control of the nozzle's orientation. This allows to minimize the use of supports, to benefit from the anisotropic behavior of fused filament fabrication, and to smoothen surface roughness. This slicer allows to maximize the contact area between layers and to avoid surface scratching on non-planar trajectories due to geometric incompatibilities between the nozzle and the 3D printed part.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».