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
- Tez No: 784765
- Danışmanlar: PROF. DR. BAHATTİN KOÇ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Sabancı Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Üretim Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- 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
- 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
- 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
2024
Gemi MühendisliğiDokuz Eylül ÜniversitesiDeniz Bilimleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÖKDENİZ NEŞER
- 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
2024
Makine MühendisliğiGazi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OĞUZHAN YILMAZ
- 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
2021
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET ŞEREF SÖNMEZ
DR. ÖĞR. ÜYESİ EVREN YASA
- 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
2018
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERHAN İLHAN KONUKSEVEN
DR. ORHAN GÜLCAN