The effect of reused powder characteristics on the properties of additively manufactured 17-4 Ph stainless steel
Tekrarlı kullanılan toz özelliklerinin eklemeli imalat ile üretilmiş 17-4 Ph paslanmaz çelik özellikleri üzerindeki etkisi
- Tez No: 735890
- Danışmanlar: PROF. DR. BİLGEHAN ÖGEL, DR. ÖĞR. ÜYESİ EVREN YASA
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 114
Özet
Toz yataklı eklemeli imalat yöntemleri hammadde olarak üretilmek istenen parçanın malzemesinin toz formunu kullanır. Üretimin kalitesi en başta kullanılan tozun özelliklerine oldukça bağlıdır. Her bir yeni eklemeli imalat üretiminde sürekli olarak yeni, kullanılmamış, toz kullanmak maliyet açısından oldukça zorlayıcı olmaktadır. Oysa ki her bir eklemeli imalat prosesinde ekipmana beslenen tozların çoğu prosesten ana parçaya katılmadan toz formunda tekrar çıkmaktadır. Bu tozların tekrardan bir diğer üretime kazandırılması maliyet açısından yararlı bir durum olmaktadır. Ancak parça kalitesinde de ödün verilmemesi önemli bir husustur. Bu nedenle metal tozlarının tekrar kullanımın eklemeli imalat parçaları üzerindeki etkilerinin araştırılması gereği doğmaktadır. Bu tez çalışmasında toz yataklı eklemeli imalat yöntemlerinden bir tanesi olan seçici lazer ergitme metodu ile üretilen 17-4 PH paslanmaz çelik parçalarda tozun yeniden kullanımın etkileri yapılan deneyler ile desteklenerek incelenmiştir. Birbirini takip eden 10 üretim sadece aynı tozların tekrar tekrar kullanılması ile gerçekleştirilmiştir. Üretimlerde tozların lazerden en çok etkileneceği şekilde geometriler üretilerek tozların olabilecek en çok miktarda ısıl geçmişinin artırılması hedeflenmiştir. Tozlardan ilk üretim öncesi ve son üretim sonrası standartlara uygun şekilde numuneler alınmıştır. Bu numuneler şekil analizi, boyut analizi ve kimyasal kompozisyon analizi gibi çeşitli testlere tabii tutulmuştur. Ayrıca belirli üretimlerde parça özelliklerinin incelenebilmesi açısından blok parçalar ve çekme kuponları üretilmiştir. Tozların 10 defa tekrar kullanımı sonucu toz şekillerinde, yığın yoğunluklarında, parçacık büyüklüğü dağılımında ve elde edilen parçaların mekanik özelliklerinde değişim gözlenmemiştir. Ancak, tekrar kullanılan tozun sıkıştırılmış yoğunluk değeri kullanılmamış toza göre %7.7 oranında artmıştır. Ayrıca tekrar kullanılan tozlarda oksijen oranının %16, nitrojen oranının %17 oranında arttığı saptanmıştır. Tozun tekrar kullanım döngüsünün daha da artırılması ile tozların daha fazla kontamine olacağı ve hammalzemenin spesifikasyon dışına çıkacağı değerlendirilmektedir.
Özet (Çeviri)
Powder bed additive manufacturing methods use the powder form of the material of the part to be produced as raw material. The quality of the production is highly dependent on the properties of the powder used in the first place. Consistently using new unused powder for each new additive manufacturing is costly and removes the advantage of additive manufacturing, i.e. low amount of waste material. In powder bed additive manufacturing methods, powders are laid layer by layer and melted by laser or electron beam to form the final piece. Since the areas determined according to the CAD data of the part in each layer are scanned and melted, the surrounding powders remain unmelted and at the end of the production, the part is cleaned from the remaining powders. Bringing these remained powders back into another production is cost-effective. However, it is important not to compromise on the quality of the parts. Therefore, it is necessary to investigate the effects of reusing metal powders on additive manufacturing parts. In this thesis, the effects of powder reuse on the properties of selective laser melted 17-4 PH stainless steel were investigated. Using the same powder, 10 successive productions were carried out. In the productions, it is aimed to increase the thermal history of the powders as much as possible by producing geometries in a way that the powders will be most affected by the laser. Samples were taken from the powders in accordance with the standards before the first production and after the last production. These samples were subjected to various tests such as shape analysis, dimensional analysis and chemical composition analysis. In addition, block parts and tensile test specimens were produced in order to examine the part properties in certain productions. As a result of reuse of the powders 10 times, no change was observed in the powder shapes, bulk densities, particle size distribution and mechanical properties of the obtained parts. However, the tapped density value of the reused powder increased by 7.7% compared to the unused powder. In addition, it was determined that the oxygen ratio increased by 16% and the nitrogen ratio increased by 17% in reused powders. It is evaluated that with the further increase of the reuse cycle of the powder, the powders will become more contaminated and the raw material will go out of specification.
Benzer Tezler
- Development of laser induced graphene & its composites for gas sensors and photocatalysis applications
Gaz sensör ve fotokataliz uygulamaları için lazerle üretilmiş grafen ve kompozitlerinin geliştirilmesi
GİZEM SOYDAN
Doktora
İngilizce
2024
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ NURİ SOLAK
PROF. DR. AHMET TUĞRUL ALPAS
- The effect of dead clay contents on mechanical properties of foundry molding sands
Ölü bentonit içeriğinin döküm kalıp kumlarının mekanik özelliklerine etkisi
MEHRAN JALALI KANDELOUS
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NECİP ÜNLÜ
- Mermer çamurunun güneş hava ısıtıcılı sistemlerle kurutularak geri kazanım potansiyelinin araştırılması
Recovery potential investigation of marble sludge by drying with solar air heating systems
MELSA KORKMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Çevre MühendisliğiBursa Uludağ ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NEZİH KAMİL SALİHOĞLU
- Stratonikeia Kuzey Cadde Doğu Portik Mozaikleri koruma ve onarım çalışmaları
Stratonikeia North Street East Portik Mosaics restoration and conservation studies
ALİ YAŞAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
ArkeolojiPamukkale ÜniversitesiKültür Varlıklarını Koruma ve Onarım Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. EVİN CANER
- Recovery of crosslinkable polyethylene
Çapraz bağlanabilen polietilenin geri kazanılması
ALAETTİN ŞENKAYA
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURSELİ UYANIK