Manufacturing of copper cold plates via metal fused filament fabrication and their characterization
Bakır soğuk plakaların metal ergiyik filament ile imalat yöntemi ile üretilmesi ve karakterizasyonu
- Tez No: 783499
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ULAŞ YAMAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 94
Özet
Eklemeli İmalat, geleneksel üretim yöntemlerinin aksine, karmaşık geometriye sahip parçaları çeşitli malzemeler kullanarak üretebilme kabiliyetinden dolayı günümüzdeki en popüler üretim yöntemlerinden biridir. Atomik Difüzyon Eklemeli İmalat (Atomic Diffusion Additive Manufacturing, ADAM), plastik bağlayıcıyla çevrelenmiş metal tozlarından oluşan filametler kullanarak metal parçaların üretilmesini sağlayan bir eklemeli imalat yöntemidir. Bu yaklaşım ile paslanmaz çelik, bakır, takım çeliği, Inconel ve titanyum gibi malzemeler kullanılarak parçalar üretilebilir. Bu çalışmada, devre kartlarını soğutmada kullanılan kanallı soğuk plakaların üretiminde ADAM yöntemi kullanıldı. Soğuk plaka üretiminden önce, malzeme özelliklerini karakterize etmek ve parça kalitelerini kontrol etmek için soğuk plakaların bazı kısımlarını yansıtan test parçaları üretildi. Test parçaları kullanılarak CMM ölçümleri, yüzey pürüzlülüğü ölçümleri, Mikro-CT ve X-ray taramaları, Arşimet yöntemiyle yoğunluk testi, SEM incelemeleri ve termal iletkenlik ölçümleri yapıldı. Sonrasında, desteksiz üretim prensibi düşünülerek farklı kanal kesitleri içeren sıvı kanalı yapıları tasarlandı. Üretilen bakır soğuk plakaların basınç düşümü ve sıcaklık dağılımı değişkenleri deneyler ile incelendi. Sonuçlara göre, kanal kesidi üçgen olan soğuk plakada en düşük basınç düşümü elde edildi. Damla kanal kesitli soğuk plakada direncin üstündeki sıcaklıkların en düşük olduğu ve performans değerlendirmesinin ADAM yöntemi ile üretilen diğer soğuk plakalara kıyasla daha iyi olduğu gözlenmiştir. Bu tasarım yaklaşımının sonuçlarına göre, ADAM yönteminin hız ve geniş malzeme çeşitliliği gibi avantajları sayesinde karmaşık iç kanallı mekanik parçaların üretileceği, hızlı prototipleme gereken çeşitli endüstriyel uygulamalarda kullanılabileceği görülmüştür.
Özet (Çeviri)
Unlike traditional manufacturing methods, Additive Manufacturing (AM) is one of the most popular methods to produce parts with complex geometries using a wide range of materials. Atomic Diffusion Additive Manufacturing (ADAM) is an AM method to manufacture metal parts by using filaments which include metal powders encased in plastic binders. Various types of materials can be 3D printed with this method, including stainless steel, copper, tool steel, Inconel, and titanium. In this study, ADAM method is used to manufacture cold plates with interior channels used to cool down circuit boards for electronic applications. Before the fabrication of cold plates, test parts that replicate some parts of the cold plates are manufactured to characterize material properties and control the quality of initial parts. CMM measurements, surface roughness measurements, Micro-CT and X-ray scans, density determination with Archimedes method, SEM analysis, and thermal conductivity measurements are conducted on the test parts. Then, interior channels are generated with different cross sections considering supportless manufacturing where the liquid stream passes. Pressure drop and temperature mapping of the cold plates manufactured with copper are observed with experiments. According to the results, the lowest pressure drop is obtained for the cold plate with triangle cross-section. Cold plate with droplet cross-section has the minimum temperature value on the resistor and has the highest performance rating among the other cold plates manufactured via ADAM method. This design approach shows that ADAM can be used for its speed and wide range of materials, and can be adapted for various fast-prototyping industries that require complex interior channels in mechanical parts.
Benzer Tezler
- Effects of microchannel manufacturing inaccuracies on heat sink performance: Numerical and experimental investigation
Mikrokanal üretim hatalarının soğutucu performansına etkisinin sayısal ve deneysel incelmesi
CANBERK ÖZTOPRAK
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Mühendislik BilimleriOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İLKER TARI
- Günümüzde ısı değiştirici imalatında kullanılan yöntemler
The Methods that is used at fabrication of the heat exchangers
HÜSEYİN ÇEBİ
- Ostenitik paslanmaz çeliklerde tanelerarası korozyonun çekme dayanımına etkisi
The Effect of intergranular corrosion on tensile strength of austenitic stainless steels
İHSAN ELAL
- Nordic gold bakır alaşımında ısıl işlemin elektriksel iletkenliğe ve sertliğe etkisi
Effect of heat treatment on electrical conductivity and hardness in nordic gold copper alloy
HÜSEYİNCAN EKER
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Metalurji MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA ÇİĞDEM
DOÇ. DR. ÇAĞLAR YÜKSEL
- Havalandırmada kullanılabilecek çapraz akımlı plakalı ve petekli tip ısı eşanjörlerinin tasarımı ve yapımı
Design and construction of crass flow plate and finned type exchangers for ventilation
TURHAN KOYUNCU