Titanyum alaşımı gözenekli biyomedikal parçanın eklemeli imalat için tasarımı ve üretim parametrelerinin optimizasyonu
Optimization of design and manufacturing parameters of titanium alloy porous biomedical part for additive manufacturing
- Tez No: 882545
- Danışmanlar: PROF. DR. MUSTAFA GÜNAY
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Karabük Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 116
Özet
Bu çalışmada, bir biyomedikal parçanının sonlu elemanlar yöntemi esaslı tasarımı ve eklemeli imalatı için seçici lazer ergitme (SLM) yöntemi üretim parametrelerinin (lazer gücü, yana kayma mesafesi, tarama hızı) optimizasyonu amaçlanmıştır. Üretim için modellenen kama tipi bir implant iki farklı üçlü periyodik minimum yüzey (TPMS) tabanlı birim hücre yapısından oluşmaktadır. Çalışma kapsamında, %55-%75 gözenek oranlarında schwarz ve gyroid TPMS birim hücre yapılarıyla seçici lazer ergitme tekniğindeki üretim sınırlılıkları dikkate alınarak implant modelleri tasarlanmış ve modeller üzerinde sonlu elemanlar yöntemi (FEA) esaslı nümerik analizler gerçekleştirilmiştir. FEA modellerine basma testleri uygulanarak, Ti6Al4V alaşımlı TPMS yapılarının Young modülü ve akma dayanımı gibi tahmini mekanik özellikleri ortaya çıkarılmıştır. FEA neticesinde, üretim noktasında en uygun gözenek oranının her iki birim hücre yapısı için %75 olduğu saptanmıştır. Üretim aşamasında, Taguchi L27 dikey dizin deney tasarımı olarak kullanılmış, gyroid ve schwarz birim hücre yapılarına bağlı olarak toplamda 54 adet numune üretim parametrelerinin değişkenliğine bağlı olarak üretilmiştir. Üretilen biyomedikal parça numunelerinin statik testler neticesinde mekanik özellikleri (Young modülü ve akma dayanımı) araştırılmış ve üretim parametreleri istatistiksel olarak değerlendirilerek en uygun seviyeleri belirlenmiştir. Ayrıca, varyans analizi ile (ANOVA) üretim parametrelerinin etki oranları Young modülü için hesaplanmıştır.
Özet (Çeviri)
In this study, it was aimed to optimize the production parameters (laser power, hatch distance, scanning speed) of the selective laser melting (SLM) method for finite element method (FEA) based design and additive manufacturing of a biomedical part. A wedge-type implant modelled for the manufacturing consists of two different triple periodic minimum surface (TPMS)-based unit cell structures. Within the scope of the study, implant models were designed with schwarz and gyroid TPMS unit cell structures with 55%-75% porosity ratios, taking into account the production limitations in the selective laser melting technique, and finite element method (FEA) based numerical analyzes were carried out on the models. By applying compression tests to FEA models, estimated mechanical properties such as Young's modulus and yield strength of Ti6Al4V alloy TPMS structures were revealed. As a result of FEA,it was determined that the optimal porosity ratio at the production point was 75% for both unit cell structures. During the production phase, Taguchi L27 vertical array was used as the experimental design, and a total of 54 samples were produced depending on the gyroid and Schwarz unit cell structures, depending on the variability of production parameters. As a result of static tests, the mechanical properties (Young's modulus and yield strength) of the produced biomedical part samples were investigated and the production parameters were evaluated statistically and the most suitable levels were determined. Additionally, the effect ratios of production parameters were calculated for Young's modulus by analysis of variance (ANOVA).
Benzer Tezler
- 316l paslanmaz çelik üzerine indüksiyon kaynak yöntemiyle gözenekli niti'nin kaplanılabilirliğinin araştırılması
The investigation of coating with porous niti by induction welding on 316l stainless steel
MEHMET NUR KAPLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Metalurji MühendisliğiFırat ÜniversitesiMetalurji Eğitimi Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. İLYAS SOMUNKIRAN
- Evaluation of bioimplants surface nano-micro design by chemical mechanical polishing against alternative methods
Başlık çevirisi yok
RIAID HADI SALIH ALSAEEDI
Doktora
İngilizce
2019
Makine MühendisliğiÖzyeğin ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ÖZGÜR ERTUNÇ
- Development and characterization of biomedical porous Ti-15Mo alloy
Gözenekli Ti-15Mo biyomedikal alaşımının geliştirilmesi ve karakterizasyonu
HUSSEIN BASIM BAQER OBAIDA
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Metalurji MühendisliğiKarabük ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HÜSEYİN DEMİRTAŞ
- Plazma elektrolitik oksidasyon yöntemiyle Ti6Al4V alaşımı yüzeyine hidroksiapatit bazlı biyoseramik fazların kaplanması ve karakterizasyonu
Characterization and formation of hydroxyapatite based bioceramic phases on Ti6Al4V alloy by plasma electrolytic oxidation method
SALİH DURDU
Doktora
Türkçe
2014
Metalurji MühendisliğiGebze Yüksek Teknoloji EnstitüsüMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. METİN USTA
- Osseoentegrasyon ve antibakteriyel özellikleri artırılmış titanyum implantların üretilmesi
Production of titanium implants with improved osseointegration properties
HAMİT TURGUT DURMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Polimer Bilim ve Teknolojisiİnönü ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TURGAY SEÇKİN
DR. FADİME NÜLÜFER KIVILCIM