Geri Dön

Seçici lazer ergitme yöntemi ile Ti-6Al-4V ELI alaşımından üretilen farklı kafes yapıların yapısal-mekanik özelliklerinin deneysel ve teorik olarak incelenmesi

An experimental and theoretical investigation of the structural-mechanical properties of different lattice structures produced by selective laser melting method from Ti-6Al-4V ELI alloy

PDF İndir

  1. Tez No: 636958
  2. Yazar: İLYAS HACISALİHOĞLU
  3. Danışmanlar: PROF. DR. AYHAN ÇELİK
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2020
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Atatürk Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 118

Özet

Amaç: Bu çalışmada, eklemeli imalat (Eİ) tekniklerinden seçici lazer ergitme (SLE) yöntemi ile Ti-6Al-4V ELI alaşımı kullanılarak, havacılık ve medikal alanlarda ihtiyaç duyulan ağırlığı azaltılmış, kontrollü poroziteye sahip, periyodik tekrarlı kafes yapıların üretimi için gereken lazer parametrelerinin belirlenmesi ve farklı kafes yapıların planlanan porozite değerleri için elde edilecek mekanik özelliklerinin deneysel ve numerik olarak incelenmesi amaçlanmaktadır. Yöntem: SLE yönteminde üretim parametrelerinin iç yapıdaki etkilerinin deneysel olarak belirlenmesi, optimum üretim parametreleri ile üretilen numunelerin mekanik özelliklerinin geleneksel yöntemlerle üretilmiş numunelerle karşılaştırılması ve kafes yapılarına ait mekanik özelliklerin statik şartlar altında belirlenerek numerik sonuçlarla karşılaştırılması olmak üzere üç temel yöntem aşaması takip edilmiştir. Bulgular: Çalışmada, eriyik havuzları arasında temasın engellenmesine sebep olan aşırı yana kayma değerlerinin yapı içerisinde ergimemiş bölgeler oluşturarak doluluk oranında ve buna bağlı olarak mekanik özelliklerde düşüşe sebep olduğu belirlenmiştir. Numerik çözümlerden elde edilen sonuçların en fazla % 7,7 hata ile optimum üretim parametreleri kullanılarak üretimi gerçekleştirilen kafes yapılara ait deneysel mekanik özellik sonuçlarına yakınsadığı tespit edilmiştir. Sonuç: Tez kapsamında yapılan çalışmalarla, SLE yöntemi kullanılarak toz formundaki Ti-6Al-4V ELI alaşımı malzemeden elde edilecek kafes yapısına sahip nihai bir ürünün optimum üretim parametrelerinin belirlenebilmesi için deneysel ve numerik bir metodoloji oluşturulmuştur. Gözenekli kafes sistemlerinde numerik çözümler için model kurulumu gerçekleştirilmiş ve bu model deneysel olarak doğrulanmıştır. Deneysel sonuçlardan elde edilen malzeme özelliklerinin, numerik modellerde uygulanması ile gerçek test sonuçlarına oldukça yakın değerlerin elde edildiği tespit edilmiştir. Kafes sistemleri arasında ELMAS sistemin uygulanan yük altında tümü ile deformasyona katılarak kayma kırılması ile hasara uyradığı belirlenmiştir.

Özet (Çeviri)

Objective: Reduced weight and periodic repetitive lattice structures with controlled porosity are required in the fields of aviation and medicine. In this study, it was aimed to determine the optimum parameters required for the production of such structures, when Ti-6Al-4V ELI alloy is the choice of powder material in selective Laser Melting (SLM), one of the additive manufacturing (AM) technology. Besides, it was aimed to investigate and compare the mechanical properties of various lattice structures to be obtained for the planned porosity values, both experimentally and numerically. Method: Three basic steps were followed throughout the study. First, the effects of SLM production parameters on the internal structure were determined experimentally, and then the mechanical properties of the samples obtained with optimum SLM parameters were compared with the samples produced by conventional methods. Finally, the mechanical properties of the lattice structures were determined under static conditions and compared with the numerical results. Results: It was observed that excessive hatch distance values between the melt pools caused inhibition of contact. It was determined that these regions did not melt in the structure and caused an increase in porosity rate and a significant decrease in mechanical properties accordingly. Numerical solutions converged with a maximum of 7,7% error with the experimental results obtained from the lattice structures produced using optimum parameters. Conclusion: An experimental and numerical methodology was successfully created and the optimum production parameters for a final product with a lattice structure to be obtained from the Ti-6Al-4V ELI alloy powder by using the SLM method were determined. Furthermore, a model has been established for the numerical solutions of porous lattice structures and this model has been experimentally verified. Values extremely close to the real test results were achieved when the material properties obtained from the experimental results were applied in numerical models. Among the investigated lattice structures, it was determined that the diamond lattice was damaged by shear fracture failure incorporating whole structure into deformation under the applied load.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    785190

    Seçici lazer ergitme yöntemi ile imal edilmiş Ti-6Al-4V ELI alaşımı üzerine anodizasyon ve SILAR tekniklerinin kombinasyonu ile dubleks katmanlı koruyucu tabakaların üretimi

    Production of duplex layered protective layers by combination of anodization and SILAR techniques on Ti-6Al-4V ELI alloy manufactured by selective laser melting method

    ABDULHAMİT ATMACA

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Makine MühendisliğiErzurum Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ONUR ÇOMAKLI

  2. Tez No

    535192

    Seçici lazer ergitme yöntemi ile biyouyumlu iskelet yapılarının imalatı ve özelliklerinin geliştirilmesi

    Manufacturing biocompatible scaffolds by selective laser melting method and improvement of properties

    EMRE ÖZEREN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Makine MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MİHRİGÜL ALTAN

  3. 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

    Havacılık Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Uçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HALİT SÜLEYMAN TÜRKMEN

    DR. ÖĞR. ÜYESİ ANTONIO MATTIA GRANDE

  4. Tez No

    641161

    Seçici lazer ergitme yöntemi ile üretilen Ti-6Al-4V malzemelerinin sürüklenerek yüzeylerinin iyileştirilmesi ve aşınma karakteristiklerinin incelenmesi

    Improvement of the surfaces of Ti-6Al-4V samples produced by selective laser smelting method by drag finishing method and examination of wear characteristics

    EMRAH GÜNEŞSU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    Makine MühendisliğiMarmara Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. YUSUF KAYNAK

  5. Tez No

    863905

    Seçici lazer ergitme yöntemi ile farklı parametrelerde üretilen Ti6Al4V alaşımının elektroforetik biriktirme ile tribolojik özelliklerinin iyileştirilmesi

    Improvement of tribological properties of Ti6Al4V alloy produced in different parameters by selective laser melting method by electrophoretic deposition

    SADIK BİÇER

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Makine MühendisliğiAtatürk Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. YAKUP UZUN

Geri Dön