Seçici lazer ergitme yöntemi ile üretilen Ti6Al4V alaşımının mikro yapı ve mekanik davranışı üzerinde proses parametrelerinin etkisi
Effect of process parameters on microstructure and mechanical behavior of Ti6Al4V alloy fabricated by selective laser melting
- Tez No: 907374
- Danışmanlar: DOÇ. DR. CELALETTİN YÜCE
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Bursa Uludağ Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 130
Özet
Eklemeli imalat yöntemi, bilgisayar destekli tasarım verilerini kullanılarak, katman üzeri katman birleştirme metodu ile istenen ürünün elde edilmesine olanak sunar. Geleneksel imalat yöntemlerine kıyasla kompleks parçaların üretilebilmesi ile yüksek derecede tasarım özgürlüğü sağlar. Başta uzay ve havacılık olmak üzere, otomotiv, biyomedikal, savunma sanayi ve enerji sektörü gibi kritik endüstrilerde parça imalatı için yaygın olarak kullanılmaktadır. Eklemeli imalat yöntemlerinden arasında yer alan seçici lazer ergitme (SLE) üretim süreçlerinde kullanılan parametreler, üretilen parçanın mekanik, metalurjik davranışının farklılaşmasında önemli bir etkiye sahiptir. Nihai ürünün özelliklerini ciddi derecede değiştirebilmektedir. Bu sebeple gerçekleştirilen deneysel çalışmada, lazer gücü, tarama hızı, tarama aralığı ve lazer tarama dönüş açısını kapsayan farklı değerlerde seçilen parametrelerin, SLE yöntemi ile Ti6Al4V alaşımı kullanılarak üretilmiş numunelerin nihai çekme dayanımı, sertlik değeri, darbe enerjisi, yüzey pürüzlülüğü, porozite oranı ve mikroyapıya olan etkisi incelenmiştir. Çekme dayanımının ve sertlik değerinin lazer gücünün belirli bir değere kadar artması ile arttığı, lazer gücü belirli sınır değeri geçtiğinde sonuçlarda aynı etkiyi göstermeyerek azalış trendine geçtiği tespit edilmiştir. Darbe enerjisinde, tarama dönüş açı değişimleri etkili olmuştur. En düşük darbe enerji değeri ise 8,7 J değeriyle 180° dönme açısında kaydedilmiştir. Yüzey pürüzlülüğünün lazer gücünün artmasıyla önemli ölçüde azaldığı, yüksek tarama hızlarında ise artış gösterdiği görülmüştür. 220 W lazer gücü seviyesinde, üretim yönüne paralel 8,9 µm ve üretim yönüne dik 8,35 µm yüzey pürüzlülük değerleri elde edilmiştir. Lazer gücü, porozite oranına etkisi nedeniyle malzeme yoğunluğunu belirlemede en etkili faktör olarak tespit edilip, 160 W lazer gücünde %0,48 ile nispeten yüksek bir porozite oranı kaydedilmiştir. Ayrıca, tarama hızındaki artış, porozite oranında da artışa sebep olmuştur.
Özet (Çeviri)
Additive manufacturing is a method that enables the production of a desired product by using computer-aided design data and a layer-by-layer bonding method. Compared to traditional manufacturing methods, it offers a high degree of design freedom by enabling the production of complex parts. It is widely used for the production of parts in critical industries such as aerospace, automotive, biomedical, defense, and energy sectors. In selective laser melting (SLM), one of the additive manufacturing methods, the parameters used in the production process have a critical impact on the mechanical behavior and density of the product, thereby altering its properties. In this research, the influence of production parameters namely, laser power, scanning speed, hatch spacing, and laser scan rotation angle on the tensile strength, hardness, impact energy, surface roughness, porosity level, and microstructure of Ti6Al4V fabricated using the SLM technique was examined. It was found that the tensile strength and hardness increased with the increase in laser power up to a certain level, beyond which further increases in laser power did not yield the same effect. Changes in the scanning rotation angle were found to be effective on impact energy, with the lowest impact energy value recorded at 8.7 J with a 180° rotation angle. Elevating the laser power notably reduced the surface roughness, whereas increased scanning speeds led to a rise in it. At a laser power level of 220 W, surface roughness values of 8.9 µm parallel to the build direction and 8.35 µm perpendicular to the build direction were obtained. Laser power was identified as the most influential factor in determining the porosity rate, and consequently, the material density, with a high porosity rate of 0.48% recorded at 160 W laser power. Furthermore, a rise in scanning speed also resulted in a higher porosity rate.
Benzer Tezler
- SLE (seçici lazer ergitme) yöntemi ile üretilen Ti6Al4V alaşımının ısıl işlemi ve karakterizasyonu
Heat treatment and characterization of Ti6Al4V alloy produced by selective laser melting (SLM) method
ESRA ZERİNA APPAVURAVTHER
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Metalurji MühendisliğiManisa Celal Bayar ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET TÜRK
- Seçici lazerle ergitme yöntemi (SLM) ile üretilen implantlarda kaplama ile korozyon dayanımının araştırılması
Investigation of corrosion resistance by coating on implants manufactured by selective laser melting method (SLM)
DEMET ÖZAYDIN GÜNDÜZ
Doktora
Türkçe
2024
Makine MühendisliğiGazi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÖKHAN KÜÇÜKTÜRK
- Eklemeli üretimle imal edilen havacılık sektöründe kullanılan titanyum alaşımlarının, farklı sıcaklıklardaki yorulma ve kırılma özelliklerinin belirlenmesi ve dinamik davranışlarının iyileştirilmesi
Determination of the fatigue and fracture properties and improvement of the dynamic behavior of additively manufactured titanium alloys used in the aviation industry at different temperatures
HİLMİ TEKDİR
Doktora
Türkçe
2024
Makine MühendisliğiErzurum Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ FATİH YETİM
- Seçici lazer ergitme yöntemi kullanılarak farklı üretim parametrelerinde üretilen Ti6Al4V alaşımının yapısal ve tribolojik özelliklerinin karakterizasyonu
Characterization of the structural and tribological properties of Ti6Al4V alloy produced in different production parameters using selective laser melting
GÜRKAN KAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Makine MühendisliğiErzurum Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FATİH YILDIZ
- Seçici lazer ergitme yöntemi ile farklı parametrelerde üretilen Ti6Al4V alaşımının elektroforetik biriktirme ile tribolojik özelliklerinin iyileştirilmesi
Improvement of tribological properties of Ti6Al4V alloy produced in different parameters by selective laser melting method by electrophoretic deposition
SADIK BİÇER
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Makine MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YAKUP UZUN