Geri Dön

Cathode design for complex shapes in electrochemical machining

Elektrokimyasal işleme yönteminde karmaşık şekiller için katot tasarımı

  1. Tez No: 499461
  2. Yazar: HASAN DEMİRTAŞ
  3. Danışmanlar: PROF. DR. OĞUZHAN YILMAZ, PROF. DR. BAHATTİN KANBER
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2018
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Gaziantep Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 143

Özet

Elektrokimyasal İşleme (EKİ) yöntemi; parlak yüzey sonlandırma, işlenmesi zor malzemelerin üretimi ve karmaşık şekillerin imalatı için en etkili alışılmamış imalat yöntemlerinden biridir. Ancak boyutsal hassasiyetin gerçekleştirilememesi, işlem sürecinin kontrolü ve çevresel faktörler gibi bazı zorluklardan dolayı EKİ yönteminin kullanılabilirliği sınırlıdır. Bu çalışmada serbest formlu yüzeylerin işlenmesinde kullanılacak olan katot tasarımı için bir matematiksel model sunulmuştur. Bu matematiksel model anot ve katot arasındaki potansiyel dağılımının tespiti için Sonlu Elemanlar Yöntemi (SEY) kullanarak üç boyutlu Laplace denkleminin çözülmesi prensibine dayanmaktadır. Deneysel çalışmaların yapılabilmesi için masaüstü boyutlarda bir EKİ tezgahı tasarlanmış ve imal edilmiştir. Deneysel çalışmalarda AISI 1040 karbon çeliği anot malzemesi, bakır pirinç ve paslanmaz çelik ise katot malzemesi olarak kullanılmıştır. İlerleme hızı ve elektrik iletkenlik katsayısı gibi değişkenler kullanılarak dokuz farklı katot tasarlanarak matematiksel modelin geçerliliği incelenmiştir. EKİ yöntemi uygulanmış anot yüzeyleri bir üç boyutlu tarayıcı kullanılarak yüzey ölçümleri ve CAD model ile karşılaştırmaları yapılmıştır. Deneysel çalışmalarda, NaCl tip elektrolitin işlem bölgesine transferinin yapıldığı bölgelerde aşırı işleme oluşturduğu gözlemlenmiştir. İşlem bölgesinin orta kısımlarında ise düzgün yapılan elektrolit iletiminden dolayı boyutsal hata değerlerinin benzer çıktığı tespit edilmiştir. Üç boyutlu taranmış yüzeyler incelendiğinde, yüksek elektrik iletkenliği ve yüksek ilerleme hızlarında daha hassas şekiller oluşturulduğu gözlenmiştir. Buna ek olarak serbest form yüzeylerin işlenmesi sırasında karşılaşılan üç farklı zorluk incelenmiş olup, tasarlanmış olan kontrol mekanizmaları sunulmuştur.

Özet (Çeviri)

Electrochemical machining (ECM) is one of the most efficient nontraditional machining processes to provide bright surface finish, machining difficult to cut materials and manufacturing complex shapes. However, due to some challenges like the lack of dimensional accuracy, process control and monitoring and environmental factors, implementation of ECM process has been limited. This study presents a mathematical model to design cathode surfaces for machining freeform surfaces. This mathematical model is based on solving 3D Laplace equation by using Finite Element Method (FEM) to determine the potential distribution between the anode and cathode surfaces. A desktop size electrochemical (EC) machine was designed and constructed to carry out the experimental works. Experimental studies were carried out on AISI 1040 carbon steel using copper, brass and stainless steel as cathodes. Nine different cathodes have been designed via feed rate and electrical conductivity variables to investigate the validity of this mathematical model. A 3D scanner was used to measure and compare of the electrochemical machined anode surfaces with the CAD model. The experimental results showed that NaCl type electrolyte cause over machining at the edge where the electrolyte transferred to the gap domain. In the middle of gap domain similar dimensional error (DE) values have been obtained due to well-made electrolyte transition. From the 3D scanned machined surfaces, it has been observed that higher value of electrical conductivity with higher feed rate has been producing a more accurate shape. Furthermore, three different ECM freeform surface drawbacks investigated and designed control mechanisms have been presented.

Benzer Tezler

  1. Led tv için ortadan ayak tasarımı ve analizi

    Central stand design and analysis for led tv

    BAHTİYAR YILMAZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2016

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. İBRAHİM MEHMET PALABIYIK

  2. Dönel simetrik elemanların modüler tasarımı CAM-CNC integrasyonu ve simülasyonu

    Modular design, CAM-CNC integration and simulation of rotational parts

    HAKAN MESTÇİ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    1994

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    PROF.DR. MUSTAFA AKKURT

  3. Elektron ışın kaynağı ve otomotiv endüstrisindeki uygulamaları

    Başlık çevirisi yok

    ERCAN CİHAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1998

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SELAHATTİN ANIK

  4. Modeling the effect of sulfur loading on the electrochemical performance of a lithium-sulfur battery

    Lityum-kükürt pilinin elektrokimyasal performansı üzerinde kükürt yüklemenin etkisinin modellenmesi

    OĞUZTAN UZUN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Kimya MühendisliğiBoğaziçi Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. DAMLA EROĞLU PALA

  5. Boru ve profil geometrilerindeki Al 6061 alüminyum alaşımına mikro ark oksidasyon kaplama uygulamaları

    Micro arc oxidation coating applications on Al 6061 aluminium alloy in pipe and profile geometries

    FURKAN YAŞA

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ FAİZ MUHAFFEL