Elektron ışını ile ergitme yöntemi ile Tİ-6AL-4V için ısıl modelleme ve ergiyik havuzun geometrik incelenmesi
Heat transfer modelling and simulations of melt pool geometry for electron beam melting method with Tİ-6AL-4V
- Tez No: 656268
- Danışmanlar: DOÇ. DR. GÖKHAN KÜÇÜKTÜRK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2020
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 82
Özet
Katmanlı imalat, günümüzde karmaşık geometrilere sahip fonksiyonel parçaların üretiminde ileri gelen yöntemlerden biri haline gelmiştir. Üretim maliyetini, kullanılan malzeme miktarını, üretim süresini veya kullanılan takım maliyetini en aza indirerek bir dizi avantaj sağlamaktadır. Genel olarak geometrik tasarım verilerinin katmanlar halinde dilimlenmesi ve istenilen nihai şekil oluşuncaya kadar katmanların üst üste serilerek ergitilmesi prensibine dayanır. Kullanılan malzeme çeşidine, enerji kaynağına, malzemenin yığılma şekline göre farklı türde yöntemler bulunmaktadır. Elektron ışını ile ergitme (EBM) yöntemi, toz yataklı katmanlı imalat yöntemlerinden biridir. Vakum ortamında gerçekleşen temassız ergitme yöntemi ile yüksek ergime sıcaklıklarına sahip veya reaktif malzemelerden parça üretimi gerçekleştirilmektedir. Yöntem sırasında kullanılan üretim parametreleri, elde edilecek nihai ürün üzerinde önemli etkilere sahiptir. Işın gücü, tarama hızı, katman kalınlığı, ışın çapı gibi kullanılan parametreler için optimum aralık belirlemek üretilecek parçanın kalitesinin artırılması açısından büyük önem taşımaktadır. Yapılan tez çalışmasında EBM yöntemi modellenerek simülasyon üzerinde, Ti-6Al-4V toz katmanı ve hareketli enerji kaynağı etkileşiminin incelenmesi amaçlanmaktadır. Belirlenen tarama hızı, elektron ışın gücü parametrelerinin, ergiyik havuz üzerinde etkileri incelenmiş, toz katmanında meydana gelen değişimlerden yola çıkılarak uygun parametre aralığı belirlenmiştir. Işın gücünün 1750 W sabit tutularak tarama hızının artırılması, ışın ve toz katmanı arasındaki etkileşim süresinin azalmasıyla ergiyik havuz derinliği 53,1 µm' den 7,91 µm'ye kadar azaldığı görülmüştür. Işın hızının 2,4 m/s sabit değerinde ise elektron ışın gücünün artırılması, toz katmanına uygulanan enerji yoğunluğunu artırması sebebi ile ergiyik havuz derinliğini 17,9 µm'den 53,1 µm'ye kadar artış görülmüştür. Seçilen parametrelerin ergiyik havuzda meydana gelen en yüksek sıcaklığı büyük oranda etkilediği de simülasyonlar ile belirlenmiştir. Bu sonuçların yanında ergime ve buharlaşma noktaları arasında kalan sıcaklık değerleri için en uygun parametre kombinasyonları, elde edilen grafikler ile belirlenmiştir.
Özet (Çeviri)
Additive manufacturing has become one of the leading methods in the production of functional parts with complex geometries. It provides a number of advantages by minimizing the production cost, the amount of material used, the production time or the cost of the tool used. It is generally based on the principle of slicing geometric design data in layers and melting the layers by overlapping until the desired final shape is formed. There are different types of methods depending on the type of material used, energy source, and how the material is built. Electron Beam Melting (EBM) method is one of the powder bed layered manufacturing methods. Parts with high melting temperatures or reactive materials are produced by the non-contact melting method in a vacuum environment. The production parameters used during the method have significant effects on the final product to be obtained. Determining the optimum range for parameters such as beam power, scanning speed, layer thickness, beam diameter is of great importance in terms of increasing the quality of the part to be built. In the study, the EBM method is modelled and it is aimed to analyse the interaction between Ti-6Al-4V powder layer and energy source via simulation. The effects of the determined scanning speed, electron beam power on the melt pool were examined, and parameter range selection was achieved based on the changes in the powder layer. It has been observed that the melt pool depth decreased from 53.1 µm to 7.91 µm by increasing the scanning speed with keeping the beam power constant at 1750 W and decreasing the interaction time between the beam and the powder layer. The increasing the electron beam power, so higher energy density, applied to the powder layer at the fixed value of 2.4 m / s of the beam velocity the melt pool depth increased from 17.9 µm to 53.1 µm. It is also determined by simulations that the selected parameters greatly affect the highest temperature occurring in the melt pool. In addition to these results, the most suitable parameter combinations for the temperature values between the melting and evaporation points were determined with the graphics obtained.
Benzer Tezler
- Developing surface treatment processes by drag finishing for parts produced from Ti-6Al-4V alloy powders by electron beam melting
Ti-6Al-4V Alaşım Tozlarından Elektron Işını İle Ergitme Yöntemi Kullanılarak Üretilen Parçalar İçin Sürüklemeli Yüzey İşlem Süreçleri Geliştirme
KÜBRA YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Makine MühendisliğiMarmara ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YUSUF KAYNAK
- Ti-6Al-4V alaşım tozlarından elektron ışını ile ergitme yöntemiyle üretilen parçalar için vibrasyonlu yüzey işlem süreçleri geliştirme
Developing vibratory surface finishing processes treatment for electron beam melted Ti-6Al-4V alloy powders
NİHAL YAMAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Makine MühendisliğiMarmara ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YUSUF KAYNAK
- Elektron ışını ergitme yöntemi ile üretilmiş Ti-6Al-4V malzemenin mikro delme işleminde kesici takımı etkileyen kuvvet ve titreşimin analiz edilmesi
Başlık çevirisi yok
SERTAÇ ACER
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Makine MühendisliğiMarmara ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ BARKIN BAKIR
- Numerical investigation of natural convection in dmlm process
Katmanlı imalatta doğal taşınımın sayısal incelenmesi
BERK ÖZADA
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SERTAÇ ÇADIRCI
- 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
2020
Havacılık Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALİT SÜLEYMAN TÜRKMEN
DR. ÖĞR. ÜYESİ ANTONIO MATTIA GRANDE