Geri Dön

Effect of surface roughness on tensile properties of additively manufactured thin-walled structures

Yüzey pürüzlülüğünün eklemeli imalat ile üretilen ince cidarlı yapıların çekme özellikleri üzerindeki etkisi

  1. Tez No: 784765
  2. Yazar: ABDUL VAHAP YOĞURTÇUOĞLU
  3. Danışmanlar: PROF. DR. BAHATTİN KOÇ
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2022
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Sabancı Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Üretim Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 69

Özet

Eklemeli imalat, geleneksel imalat yöntemleriyle üretilmesi mümkün olmayan karmaşık geometrilerin üretilmesini mümkün kılmıştır. Eklemeli imalat yöntemleri arasında, özellikle lazer toz yatağı füzyonu (LPBF), yüksek çözünürlüklü ve ince ayrıntılara sahip bileşenler üretebilme kabiliyetinden dolayı birçok endüstriden büyük ilgi görmüştür. LPBF teknolojisinin getirdiği tasarım esnekliği, ince cidarlı iç kanalar içeren fonksiyonel hafif bileşenlerin üretilmesi için kullanılmıştır. Ancak, bu bileşenlerin iç kanallara sahip olması yüzey iyileştirme uygulamaları için engel teşkil etmektedir. Eklemeli imalatın doğası gereği, özellikle eğimli duvarların aşağı bakan yüzeylerinde gözlenen düşük yüzey kalitesi mekanik performansı olumsuz etkileyebilmektedir. Bu çalışmada, yüzey pürüzlülüğünün çekme özellikleri üzerindeki etkisini araştırmak amacıyla değişen basım açıları ve duvar kalınlıkları ile ince cidarlı Kobalt-Krom (CoCr) çekme testi örnekleri üretilmiştir. Üretilen yüzeyler, analiz edilip alansal yüzey pürüzlülük parametreleri ölçülmüştür. Duvar kalınlığı, basım açısı ve lazer açısı gibi üretim parametrelerinin yüzey pürüzlülüğü üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Yüzey karakterizasyonundan sonra, pürüzlü numuneler ve bunların işlenmiş muadilleri için çekme testleri gerçekleştirilmiş ve sonuçlar, numune kalınlığı arttıkça yüzey pürüzlülüğünün olumsuz etkisinin daha limitli hale geldiğini ortaya koymuştur. Çekme özellikleri üzerinde en etkili yüzey pürüzlülük parametrelerini belirlemek amacıyla ANOVA testi kullanılmıştır. ANOVA sonuçlarına göre UTS üzerinde en etkili parametreler Sv, S10z ve Sku iken, efektif modül için Sa, Sq, Sv ve S10z parametrelerinin etkili olduğu görülmüştür.

Özet (Çeviri)

Additive manufacturing (AM) has enabled manufacturing of complex geometries that are infeasible to produce with conventional manufacturing methods. Among the AM methods, laser powder bed fusion (LPBF) has gained significant attention from various industries due to its ability to fabricate components with intricate details. With LPBF processes, it is possible to manufacture functional lightweight components with thin walls and internal features that may not be accessible for secondary surface finishing operations. However, due to the nature of the process, AM produces undesirable surface quality, especially on the down-facing surfaces of inclined walls, which can negatively impact mechanical performance. In this study, thin-walled Cobalt-Chrome (CoCr) dog bone specimens were manufactured through LPBF with varying build angles and thicknesses to investigate the influence of surface roughness on tensile properties. The produced surface textures were analysed, and the areal surface roughness metrics were quantified. The effects of process parameters such as wall thickness, build angle, and angle of the laser incidence on the surface roughness were investigated. Tensile tests were conducted on both as-built samples and their machined counterparts, and the results showed that the negative impact of surface roughness becomes less significant as sample thickness increases. Analysis of Variance (ANOVA) was used to identify the most influential surface roughness metrics on tensile properties.According to the ANOVA results, while Sv, S10z, and Sku were the most influential parameters on ultimate tensile strength, Sa, Sq, Sv, and S10z was found to be significant for effective modulus.

Benzer Tezler

  1. 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

  2. Development of high density polyethylene based composites for additive manufacturing used in shipbuilding industry

    Gemi inşaati endüstrisindeki eklemeli imalatta kullanılmak üzere yüksek yoğunluklu polietilen esaslı kompozit malzeme geliştirilmesi

    AYBERK SÖZEN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Gemi MühendisliğiDokuz Eylül Üniversitesi

    Deniz Bilimleri Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. GÖKDENİZ NEŞER

  3. Lazer şok dövme işleminin eklemeli imalat ile üretilmiş γ-TiAl ve ın939 parçalarda yorulma ömrüne etkisinin araştırılması

    Investigation on the effects of laser shock processing on the fatigue life of additively manufactured γ-TiAl and in939 parts

    MAHMUT ÖZER

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Makine MühendisliğiGazi Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. OĞUZHAN YILMAZ

  4. An experimental study on contactless support structures for laser powder bed fusion process

    Lazer toz yatak ergitme prosesi için kullanılan temassız destek yapılarının üzerine deneysel bir çalışma

    ALİCAN ÇELİK

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MEHMET ŞEREF SÖNMEZ

    DR. ÖĞR. ÜYESİ EVREN YASA

  5. Mechanical properties of ti6al4v parts produced by electron beam melting and topology optimization in different building directions

    Elektron ışını ergitme yöntemi ile üretilen ti6al4v parçaların farklı kurulum yönlerindeki mekanik özellikleri ve topoloji optimizasyonu

    SELEN TEMEL YİĞİTBAŞI

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ERHAN İLHAN KONUKSEVEN

    DR. ORHAN GÜLCAN