Geri Dön

Effect of pre-heating and processing parameters on the laser additive manufacturing via multiphysics simulation and experimentation

Çoklu fizik benzetimi ve deneysel yöntemi kullanılarak ön ısıtma ve işlem parametrelerinin lazer eklemeli imalat üzerindeki etkisi

  1. Tez No: 797802
  2. Yazar: ASIF UR REHMAN
  3. Danışmanlar: PROF. DR. METİN UYMAZ SALAMCI
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2023
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Gazi Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 167

Özet

Bir ergiyik havuzunun morfolojisi, lazer toz yatak füzyonunda (LPBF) kritik bir öneme sahiptir. Bununla birlikte, LPBF sırasında ergiyik havuzunu doğrudan karakterize etmek son derece zordur. Bu çalışmada, mezoskopik benzetim modelleri kullanarak tüm ergiyik havuzunun ergiyik havuzu akışı 3 boyutlu olarak sunulmaktadır. Benzetim sonuçlarını doğrulamak üzere, SS316L malzeme kullanılarak tek bir izdeki akış dinamikleri irdelenmektedir. Sayısal ve deneysel bulgular, aynı erime hattında bile, güçlü Marangoni kuvveti nedeniyle ergiyik havuzunun derinliğinin ve genişliğinin değişebileceğini ortaya koymuştur. Model, aynı erime hattı için yoğunluk ve hacimdeki değişimin, kusurların kritik nedenlerinden biri olduğunu göstermiştir. Ergiyik havuzu içinde meydana gelen fiziksel süreçler, In718 için de belirlenmiştir. Akış desenleri aynı şekilde ortaya çıkmakta ve aynı şekilde ölçülmektedir. Ayrıca, 500 °C ve 1000 °C'de ön ısıtmanın etkisi açıklanmıştır. Çalışma bulguları, LPBF'ye ilişkin ayrıntıları sunmaktadır. Seramik bazlı eklemeli imalatta katılaşma süreci ve morfoloji evrimi hala iyi anlaşılmamıştır. Bu çalışmada ayrıca, toz yataklı seçici lazer sürecini (PBSLP) daha iyi anlamanın bir yolu olarak, hidroksiapatit (HA) biyoseramik malzemenin termal davranışını tahmin etmek için dinamik bir üç boyutlu hesaplama modeli geliştirilmiştir. HA'nın konsolidasyon mekanizması, bir PBSLP cihazında işlenmesi sırasında tanımlanmış, ardından işleme penceresini nasıl etkilediğini görmek için lazer enerji yoğunluğunun (LED) etkisi incelenmiştir. Elde edilen bulgular lazer eklemeli üretim süreçlerine önemli bir ışık tutmakta ve yüksek derecede güvenilirliğe sahip sağlam, hesaplamalı modellerin geliştirilmesinin yolu açılmıştır.

Özet (Çeviri)

The morphology of a melt pool has a critical role in laser powder bed fusion (LPBF). Nevertheless, directly characterizing the melt pool during LPBF is incredibly hard. Here, we present melt pool flow of the entire melt pool in 3D using mesoscopic simulation models. The flow dynamics in a single track were exposed for SS316L. The numerical and experimental findings revealed that even in the same melting track, the melt pool's height and width can vary due to the strong Marangoni force. The model showed that the variation in density and volume for the same melting track was one of the critical reasons for defects. The physical processes occurring within the melt pool are pinpointed for In718 as well. The flow patterns throughout the same are exposed and measured for the same. Moreover, the impact of pre-heating at 500 °C and 1000 °C has been described. The study findings offer insights into LPBF. The solidification process and morphology evolution in ceramics-based additive manufacturing are still not well understood. As a way to better understand the powder bed selective laser process (PBSLP), a dynamic three-dimensional computational model was developed to forecast thermal behavior of hydroxyapatite (HA) bioceramic. Consolidation mechanism of HA was identified during its processing in a PBSLP device, then the effect of the laser energy density (LED) was studied to see how it affects the processing window. The acquired findings shed important light on laser additive manufacturing processes and pave the way for the development of robust, computational models with a high degree of reliability.

Benzer Tezler

  1. Elektron ışın kaynağı ve otomotiv endüstrisindeki uygulamaları

    Başlık çevirisi yok

    ERCAN CİHAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1998

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SELAHATTİN ANIK

  2. Jenerik denizaltı geometrisinin katsayı tabanlı manevrakarakteristiklerinin had ve analitik çözüm yöntemleri ile analizi

    Analysis of coefficient-based maneuvering characteristics of generic submarine geometry by CFD and analytical solution method

    OĞUZHAN KIRIKBAŞ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Gemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ŞAKİR BAL

  3. FDDI tabanlı bir ağ sistemi için etkin bir gerçek zamanlı iletişim yapısının tasarımı

    Design of an efficient real time communication structure for an fddi based network system

    FEZA BUZLUCA

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    1997

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik Üniversitesi

    Bilgisayar Bilimleri Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. EMRE HARMANCI

  4. Demiryollarında ray birleştirme yöntemlerinin incelenmesi, alüminotermit ve yakma alın kaynak yöntemlerinin karşılaştırılması

    Investigation of rail joining methods, comparison of aluminothermic and flash-butt welding methods in railways

    FATİH ÖZKUL

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2014

    İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ZÜBEYDE ÖZTÜRK

  5. Polimer emdirme yöntemi ile titanyum esaslı açık hücreli köpük üretimi ve karakterizasyonu

    Production and characterization of open cell titanium based foams by polymer replication method

    GÖKÇE ÇALIŞAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ÖZGÜL KELEŞ