Eklemeli imalatla üretilen parça yüzeylerinin lazerle parlatılmasının araştırılması
An investigation of laser polishing of additive manufactured part surfaces
- Tez No: 728135
- Danışmanlar: PROF. DR. OĞUZHAN YILMAZ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 106
Özet
Eklemeli imalat (Eİ) geleneksel üretim yöntemleriyle üretilmesi mümkün olmayan oldukça karmaşık parçaları, daha az malzeme gideri ile üretilmesini sağlayan ileri imalat yöntemlerinden bir tanesidir. Fakat özellikle toz yataklı Eİ yöntemleri ile üretilmiş numunelerin yüzeylerinin yüksek pürüzlülük değerlerine sahip olması, bu numunelerin üretimden sonra doğrudan kullanılmasının önündeki en büyük engellerden biridir. Lazer parlatma (LP), eklemeli imalat da dâhil olmak üzere farklı üretim yöntemleri ile üretilen parçaların yüzey pürüzlülüğünü azaltmak için kullanılan potansiyel bir son işlem tekniğidir. Bu tez çalışmasında, Eİ yöntemlerinden seçici lazer eritme (SLE) ile üretilen Inconel 718 ve elektron ışını ergitme (EIE) ile üretilen Ti-6Al-4V numunelerinin yüzeylerine LP işlemi uygulanmış ve yüzey bütünlüğü özellikleri, yüzey morfolojisi, mikro yapı, mikro sertlik özelliklerini analiz edilerek ve sayısal modelleme çalışması yapılarak araştırılması amaçlamıştır. Morfolojik analiz sonuçlarına göre, yüzey pürüzlülüğü sırasıyla Inconel 718 numunesi için %90 oranında ve Ti-6Al-4V numunesi için %94 oranında iyileşmiştir. SLE-Inconel 718 numunesinin dendritik ve sütunlu mikro yapısı LP işlemi ile ortadan kaldırılmış ve EIE-Ti-6Al-4V örneğinin (α+β) mikro yapısı LP işlemi ile iğnemsi (α') yapıya dönüştürülmüştür. Buna ek olarak, LP işlemi, sırasıyla Inconel 718 ve Ti-6Al-4V numune yüzeylerinin mikro sertlik değerleri yaklaşık %18 ve %12,5 oranlarında arttırmıştır. LP işlemi sırasında lazer ışını ile malzeme yüzeyi arasında gerçekleşen ısıl davranışı incelemek amacı ile bir sayısal modelleme yapılmıştır. Bu ısıl modelle, LP işleminin etkisiyle oluşan yeniden ergimiş ve ısıdan etkilenmiş alan belirlenmiş ve bu alanlar optik analizler ile karşılaştırılmıştır. Sonuç olarak, deneysel çalışmalar yeniden ergimiş alan için %95 ve ısıdan etkilenmiş alan için %90 oranında doğrulanmıştır.
Özet (Çeviri)
Additive manufacturing (AM) is one of the advanced manufacturing methods that enables the production of highly complex parts, which cannot be produced with traditional production methods, with less material expense. However, the high roughness values of the surfaces, especially of the samples produced by powder bed AM methods, is one of the biggest obstacles to the direct use of these samples after production. Laser polishing (LP) is a potential finishing technique used to reduce the surface roughness of parts produced using different manufacturing methods, including additive manufacturing. In this thesis, LP process was applied onto the surfaces of Inconel 718 samples produced by selective laser melting (SLM) and Ti-6Al-4V produced by electron beam melting (EBM ), which are one of the AM methods, and it was aimed to investigate the concept of surface integrity by analyzing the surface morphology, microstructure, microhardness properties and performing numerical modeling. According to the morphological analysis results, the surface roughness improved by 90% for the Inconel 718 sample and 94% for the Ti-6Al-4V sample, respectively. The dendritic and columnar microstructures of the SLE-Inconel 718 sample were removed by the LP process, and the (α+β) microstructure of the EIE-Ti-6Al-4V sample transformed into a needle-like (α) structure with the LP process. In addition, the LP process increased the microhardness values of Inconel 718 and Ti-6Al-4V sample surfaces by approximately 18% and 12.5%, respectively. Numerical modeling was carried out in order to examine the thermal behavior between the laser beam and the material surface during the LP process. With the thermal model, the remelted and heat-affected zone formed by the effect of the LP process was determined and these zones were compared with optical analyses. As a result, the experimental studies were confirmed 95% for the remelted zone and 90% for the heat-affected zone.
Benzer Tezler
- Process parameter optimization of additively manufactured maraging steel
Eklemeli imalatla üretilen maraşlama çeliğinin proses parametre optimizasyonu
BURAK SİVRİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Makine Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HATİCE SEÇİL ARTEM
- PLA ve ABS malzemelerinden eklemeli imalatla üretilen parçaların yapıştırılması işleminde yapıştırma parametrelerinin bağlantının mekanik dayanımına etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of the adhesive parameters on themechanical strength of the bonding process of the partsmanufactured from PLA and ABS materials
NEZİHAN POLAT ÇOBAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Makine MühendisliğiZonguldak Bülent Ecevit ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ NERGİZHAN ANAÇ
DR. ÖĞR. ÜYESİ FARUK MERT
- Eklemeli imalat yöntemi ile üretilen parçaların kaynakla birleştirilmesi ve analizi
Welded jointing and analysis of parts produced by additive manufacturing
MURAT ŞEN
Doktora
Türkçe
2023
Makine MühendisliğiMarmara ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA KURT
- Eklemeli imalat yöntemlerinde üretim parametrelerinin ve parça geometrisinin son ürün özellikleri üzerindeki etkilerinin incelenmesi
Investigation of the effects of production parameters and part geometry on the final product properties in additive manufacturing methods
AYSU HANDE YÜCEL
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA BAKKAL
- Creep behavior investigation of 3d printed polyetherimide parts with carbon black reinforcement via experimental analysis and modeling
3b basılmış karbon siyahı takviyeli polieterimid parçaların deneysel analiz ve modelleme ile sürünme davranışının incelenmesi
MERVE KARABAL
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Havacılık ve Uzay Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ALPTEKİN YILDIZ