H13 takım çeliği parçaların üretiminde lazer toz yatak füzyon imalat parametrelerinin optimizasyonu
Optimization of laser powder bed fusion manufacturing parameters for h13 tool steel components
- Tez No: 1024006
- Danışmanlar: PROF. DR. BİNNUR SAĞBAŞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: 3D lazer, Metal malzemeler, Sıcak iş takım çeliği, Toz metalurjisi, İleri imalat teknolojisi, 3D laser, Metal materials, Hot work tool steel, Powder metallurgy
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: İmal Usulleri Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Eklemeli imalat teknolojileri, karmaşık geometrilere sahip parçaların yüksek tasarım serbestliğiyle, malzeme tasarrufu sağlayarak üretilebilmesine olanak tanıyan yenilikçi yöntemlerdir. Bu teknolojiler arasında metal esaslı üretimde öne çıkan lazer toz yatak füzyon (LTYF) yöntemi; havacılık, otomotiv ve kalıpçılık sektörlerinde giderek daha fazla tercih edilmektedir. Çalışma kapsamında, sıcak iş takım çelikleri içerisinde geniş kullanım alanına sahip H13 çeliği ele alınmış ve bu malzemenin LTYF yöntemiyle üretiminde parametre optimizasyonu araştırılmıştır. Tezin ilk bölümlerinde eklemeli imalat teknolojileri sınıflandırılmış, takım çelikleri tanımlanmış ve H13 takım çeliğinin endüstrideki yeri detaylı biçimde açıklanmıştır. LTYF sürecinde üretim kalitesini etkileyen lazer gücü, tarama hızı ve katman kalınlığı gibi kritik proses parametreleri ele alınmış; mekanik ve tribolojik özellikler ise deneysel sonuçlar literatür verileriyle ilişkilendirilerek değerlendirilmiştir. Deneysel çalışmalarda, gaz atomizasyon yöntemiyle üretilmiş H13 tozları kullanılmıştır. Çeşitli lazer gücü, tarama hızı ve baskı oryantasyon parametreleri ile oluşturan Taguchi'nin L9 deneysel tasarım tablosuna göre numuneler üretilmiş; çekme testi, çentik darbe testi, sertlik ölçümü, yüzey pürüzlülüğü, yoğunluk analizi, metalografik inceleme ve SEM analizleri gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlar, farklı parametre setlerinin mikroyapı ve mekanik özelliklere etkisini ortaya koymuş, optimum parametre aralığı belirlenmiştir. Sonuç olarak, lazer toz yatak füzyon yöntemiyle üretilen H13 çeliği parçaların mekanik performansının, doğru parametre seçimi ile geleneksel yöntemlerle karşılaştırılabilir seviyelere ulaşabildiği görülmüştür. Çalışma, eklemeli imalat süreçlerinde H13 çeliği için optimum üretim parametrelerinin belirlenmesine katkı sağlamaktadır. Ayrıca, endüstriyel uygulamalara yönelik maliyet ve üretim verimliliği açısından değerlendirmeler sunularak, gelecekteki araştırmalar için öneriler geliştirilmiştir.
Özet (Çeviri)
Additive manufacturing technologies are innovative methods that enable the production of components with complex geometries, high design freedom, and reduced material consumption. Among these technologies, Laser Powder Bed Fusion (LPBF), which is prominent in metal-based manufacturing, is increasingly preferred in the aerospace, automotive, and tooling industries. In this study, H13 steel, which has a wide range of applications among hot-work tool steels, was investigated, and process parameter optimization in the production of this material by the LPBF method was examined. In the early chapters of the thesis, additive manufacturing technologies were classified, tool steels were defined, and the industrial role of H13 tool steel was explained in detail. Critical process parameters affecting production quality in the LPBF process, such as laser power, scan speed, and layer thickness, were discussed; mechanical and tribological properties were evaluated by relating the experimental results to literature data. In the experimental studies, H13 powders produced by the gas atomization method were used. Samples were manufactured according to Taguchi's L9 experimental design matrix, which was formed using different laser power, scanning speed, and build orientation parameters. Tensile testing, Charpy impact testing, hardness measurement, surface roughness measurement, density analysis, metallographic examination, and SEM analyses were carried out. The obtained results revealed the effects of different parameter sets on microstructure and mechanical properties, and the optimum parameter range was determined. As a result, it was observed that the mechanical performance of H13 steel parts produced by the Laser Powder Bed Fusion method can reach levels comparable to conventionally manufactured parts when appropriate process parameters are selected. This study contributes to the determination of optimum production parameters for H13 steel in additive manufacturing processes. In addition, evaluations regarding cost and production efficiency for industrial applications were presented, and recommendations for future research were developed.
Benzer Tezler
- Su verme ısıl işleminin H13 takım çeliğinin darbe dayanımına ve mikroyapısına etkisi
Effect of quenching heat treatment on impact strength and microstructure of H13 tool steel
ÇAĞATAY ATAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Metalurji MühendisliğiGazi ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MELİKA ÖZER
- Fırça kaplama yöntemi ile biriktirilen sert krom kaplamanın mekanik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of the mechanical properties of the hard chromium layer deposited by brush plating process
ZEYNEP AYDIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN ÇİMENOĞLU
- Nitrür esaslı sert seramik ince film kaplamaların oksidasyon davranışları
Oxidation behaviours of nitride based hard ceramic thin film coatings
NURİ SOLAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2002
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SÜHEYLA AYDIN
- Experimental investigation on the machinability of hardened AISI H13 hot work tool steel with ceramic inserts
Sertleştirilmiş AISI H13 sıcak iş takım çeliğinin seramik uçlarla işlenebilirliği üzerine deneysel inceleme
SEMIR MOHAMMED SALEH
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Makine MühendisliğiAnkara Yıldırım Beyazıt ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MOSTAFA RANJBAR
- Lazer kaplama yöntemiyle zırh çeliklerinde balistik performansın incelenmesi
A research on ballistic performance obtained by laser cladding method on the armor steels
BÜŞRA ASLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Savunma ve Savunma TeknolojileriMilli Savunma ÜniversitesiSilah Sistemleri Mühendisliği Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ AYHAN AYTAÇ