Geri Dön

Seçici lazer ergitme yönteminde üretim hatalarının tespiti için bir algoritma geliştirilmesi

Development of an algorithm for the detection of production defects in the selective laser melting process

PDF İndir

  1. Tez No: 1009771
  2. Yazar: İBRAHİM ÜLKE
  3. Danışmanlar: PROF. DR. OĞUZHAN YILMAZ
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2026
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Gazi Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.

Özet

Bu tez çalışmasında, metal esaslı eklemeli imalat yöntemlerinde karşılaşılan en kritik kalite problemlerinden biri olan porozite oluşumunun tahmini amacıyla, Seçici Lazer Ergitme (SLE) sürecine özgü fizik-tabanlı bir algoritma geliştirilmiştir. Geliştirilen algoritma, lazer gücü, tarama hızı, tarama izleri arası mesafe ve katman kalınlığı gibi temel proses parametrelerini dikkate alarak, Ti-6Al-4V alaşımı için ergiyik havuzu davranışını üç boyutlu olarak modellemektedir. Algoritmanın doğrulanması amacıyla, farklı işlem parametrelerinde üretilen Ti-6Al-4V numuneler optik mikroskop, SEM/EDX ve μ-CT yöntemleriyle karakterize edilmiştir. Elde edilen porozite ve yoğunluk verileri algoritma tarafından hesaplanan sayısal tahminlerle karşılaştırılmıştır. Arşimet yöntemiyle ölçülen doluluk oranları %89,01–%99,01 aralığında, μ-CT yöntemiyle elde edilen değerler ise %86,59–%96,46 aralığında belirlenmiştir. Algoritmanın tahmin ettiği doluluk oranları %84,25–%95,22 aralığında olup, μ-CT ölçümleriyle karşılaştırıldığında mutlak hata oranlarının %0,71–%3,17 seviyesinde kaldığı görülmüştür. Füzyon eksikliği kusurlarına ilişkin karşılaştırmalı değerlendirmede, deneysel olarak belirlenen kusur oranlarının %1,02 ile %1,63 aralığında değiştiği görülmüştür. Buna karşılık geliştirilen algoritma, aynı numuneler için füzyon eksikliği kusuru oranlarını %0,19 ile %2,57 aralığında tahmin etmiştir. Numune bazında incelendiğinde, Numune 1 ve Numune 4 için algoritmanın sırasıyla %2,57 ve %2,48 değerleriyle deneysel ölçümlere göre daha yüksek tahminlerde bulunduğu; Numune 3 ve Numune 6 için ise %0,24 ve %0,19 değerleriyle daha düşük kusur oranları öngördüğü belirlenmiştir. Bununla birlikte, algoritmanın tüm numuneler için füzyon eksikliği kusur seviyelerinin yaklaşık %1 mertebesinde yoğunlaştığını doğru biçimde yakaladığı ve numuneler arası göreli değişimi fiziksel olarak tutarlı şekilde temsil ettiği görülmüştür. Sonuç olarak geliştirilen fizik-tabanlı algoritmanın farklı işlem koşullarında gözlenen kusur davranışını fiziksel süreçlerle uyumlu bir şekilde temsil edebildiği doğrulanmıştır.

Özet (Çeviri)

In this thesis, a physics-based algorithm was developed to predict porosity formation, which is one of the most critical quality problems encountered in metal-based additive manufacturing processes, specifically for the Powder Bed Fusion-Laser Beam (PBF-LB) process. The developed algorithm models the melt pool behavior of the Ti-6Al-4V alloy in three dimensions by considering fundamental process parameters such as laser power, scanning speed, hatch spacing, and layer thickness. For validation purposes, Ti-6Al-4V specimens produced under different processing conditions were characterized using optical microscopy, SEM/EDX, and μ-CT methods. The porosity and density data obtained from these measurements were compared with the numerical predictions calculated by the algorithm. The relative density values measured by the Archimedes method ranged between 89.01% and 99.01%, while those obtained using the μ-CT method ranged between 86.59% and 96.46%. The density values predicted by the algorithm varied between 84.25% and 95.22%, and the absolute error rates with respect to μ-CT measurements were found to remain within the range of 0.71% to 3.17%. In the comparative evaluation of lack-of-fusion defects, the experimentally determined defect ratios were observed to vary between 1.02% and 1.63%. In contrast, the developed algorithm predicted lack-of-fusion defect ratios ranging from 0.19% to 2.57% for the same specimens. A specimen-based analysis revealed that the algorithm overestimated the defect ratios for Specimen 1 and Specimen 4, with values of 2.57% and 2.48%, respectively, while underestimating the defect ratios for Specimen 3 and Specimen 6, with values of 0.24% and 0.19%. Nevertheless, the algorithm successfully captured the overall defect level, which was concentrated around approximately 1% for all specimens, and consistently represented the relative variations among the specimens in a physically coherent manner. In conclusion, it was verified that the developed physics-based algorithm is capable of representing defect behavior observed under different processing conditions in a manner consistent with the underlying physical processes.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    1001792

    Eklemeli imalat yöntemi ile farklı parametrelerde üretilen alsi10mg parçalarının mekanik özelliklerinin ve işlenebilirliğinin değerlendirilmesi

    Valuation of mechanical properties, and machinability of alsi10mg parts produced by additive manufacturing under different processing parameters

    UĞUR IŞIK

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2025

    Makine MühendisliğiKarabük Üniversitesi

    İmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HALİL DEMİR

    DOÇ. DR. BARIŞ ÖZLÜ

  2. Tez No

    635490

    Numerical and experimental investigation on the crushing behaviour of auxetic lattice cells produced with additive manufacturing techniques

    Eklemeli imalat teknikleri ile üretilmiş ökzetik kafes yapıların ezilme davranışlarının nümerik ve deneysel olarak incelenmesi

    KADİR GÜNAYDIN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2020

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Uçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HALİT SÜLEYMAN TÜRKMEN

    DR. ÖĞR. ÜYESİ ANTONIO MATTIA GRANDE

  3. Tez No

    987759

    Eklemeli imalat yöntemi ile üretilmiş ti6al4v malzemelerin termal şok sonrası mekanik davranışlarının incelenmesi

    Investigation of the mechanical behavior of additivelymanufactured ti6al4v materials after thermal shock

    AYŞE ÖKSÜZAŞIKI ERSOY

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2025

    Makine MühendisliğiErciyes Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. FEHMİ NAİR

    DR. ÖĞR. ÜYESİ ABDULLAH GÖÇER

  4. Tez No

    959186

    Lazer toz yataklı ergitme eklemeli imalat yöntemiyle üretilen AD730 alaşımı ile dövme UDI720LI alaşımının mikroyapı ve mekanik özelliklerinin karşılaştırılması

    Comparison of microstructure and mechanical properties of AD730 alloy produced by laser powder bed fusion additive manufacturing method and forged UDI720LI alloy

    RAMAZAN KIRGIL

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2025

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MURAT BAYDOĞAN

  5. Tez No

    715393

    Eklemeli üretim yönteminde kullanılan CO-CR içerikli alaşımların tekrar kullanımının metal-seramik bağlantı dayanımı ve mikro yapıya etkisinin değerlendirilmesi

    The effect of CO-CR powder reuse by additive manufacturing method on metal-ceramic bond strength and microstructure

    ISLAM GULUZADE

    Diş Hekimliği Uzmanlık

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Diş HekimliğiErciyes Üniversitesi

    Protetik Diş Tedavisi Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ HAYDAR ALBAYRAK

Geri Dön