Eklemeli imalatla üretilen parçanın ikincil işlemleri, topoloji optimizasyonu ve incelenmesi
Secondary operations, topology optimization and inspection of the part produced by additive manufacturing
- Tez No: 947103
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MURAT IŞIK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Otomotiv Mühendisliği, Automotive Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Bursa Uludağ Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Otomotiv Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 115
Özet
Bu tez çalışmasında, eklemeli imalat teknolojilerinin mühendislik uygulamalarına entegrasyonu, iki farklı uygulama üzerinden sistematik olarak incelenmiştir. İlk uygulamada, Ti-6Al-4V (Sınıf 5 Titanyum – Grade 5 Titanium) alaşımından tasarlanan bir türbin kanadı üzerinde topoloji optimizasyonu gerçekleştirilmiştir. ANSYS yazılımı kullanılarak yapılan analizler sonucunda, yapının taşıyıcı bütünlüğü korunmuş ve yaklaşık %18,5 oranında kütle azaltımı sağlanmıştır. Elde edilen optimize geometri, üretime uygunluk açısından değerlendirilmiş ve seçilen parametrelerle birlikte SLM (seçici lazer ergitme – selective laser melting) teknolojsiyle üretilebilecek nitelikte olduğu belirlenmiştir. İkinci uygulamada ise, İnkonel 718 alaşımı SLM teknolojisiyle üretilmiş, ardından frezeleme ve kuru elektro-parlatma gibi farklı yüzey işlemleri uygulanmıştır. Bu yüzey işlemlerinin numunelerin yüzey kalitesi, mikroyapı stabilitesi ve mekanik özellikleri üzerindeki etkileri karşılaştırmalı olarak değerlendirilmiştir. Yüzey pürüzlülüğü ölçümleri, EDS (Energy Dispersive X-ray Spectroscopy – Enerji Dağıtıcı X-Işını Spektroskopisi) analizleri ile mikroyapısal incelemeler yapılmış, çekme testleriyle mekanik performans analiz edilmiştir. İki farklı freze parametresi uygulanan numunelerin ortalama yüzey pürüzlülüğü (Ra değeri) ilk parametre için yaklaşık olarak 0,4 µm, ikinci parametre için 0,2 µm iken kuru elektro-parlatma uygulanan numunelerde yüzey pürüzlülüğü 0,16 µm seviyelerine kadar düşürülmüştür. Mekanik testler sonucu ise her iki yüzey işlemi verilerinde yakın değerler elde edilmiştir. Her iki uygulama sonucunda, topoloji optimizasyonu ve yüzey iyileştirme stratejilerinin, eklemeli imalatla üretilen parçaların performansını artırmada etkili yöntemler sunduğu sonucuna varılmıştır. Bu sonuçlar, özellikle havacılık, otomotiv ve enerji sektörlerinde hafif yapılar, gelişmiş yüzey kalitesi ve mekanik güvenilirlik gerektiren endüstriyel uygulamalar için anlamlı bilgiler sağlamaktadır.
Özet (Çeviri)
This thesis investigates the integration of additive manufacturing technologies into engineering applications through two distinct case studies. In the first study, topology optimization was applied to a turbine blade designed with Ti-6Al-4V (Grade 5 Titanium) alloy. Finite element analyses using ANSYS software preserved structural integrity while achieving approximately 18,5% mass reduction. The optimized geometry was evaluated for manufacturability and found suitable for production using SLM (Selective Laser Melting) under defined process parameters. In the second study, Inconel 718 specimens were produced via SLM and subjected to surface finishing methods including milling and dry electropolishing. The influence of these treatments on surface quality, microstructural stability, and mechanical performance was comparatively assessed. Surface roughness measurements, EDS (Energy Dispersive X-ray Spectroscopy) analyses, and tensile tests were performed. For the two milling parameters, average roughness (Ra) values were approximately 0,4 µm and 0,2 µm, while dry electropolished specimens achieved values as low as 0,16 µm. Tensile test results showed similar strength levels between both surface finishing methods. The combined results demonstrate that both topology optimization and surface enhancement techniques can significantly improve the structural and functional performance of parts manufactured via additive methods. These findings highlight the practical advantages of integrating digital design and post-processing strategies in metal additive manufacturing. The outcomes provide valuable insight for applications in aerospace, automotive, and energy industries, where lightweight structures, enhanced surface properties, and mechanical reliability are essential requirements.
Benzer Tezler
- Ti6Al4V alaşımının eklemeli imalat yöntemiyle üretiminde işlem parametreleri değişiminin tribolojik özelliklere etkisi
The effect of change of process parameters on tribological properties in the manufacturing of Ti6Al4V alloy by additive manufacturing method
SEMİH YAŞAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Makine MühendisliğiBursa Uludağ ÜniversitesiYüzey İşlem ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAKAN AYDIN
- Eklemeli imalatla üretilen termoplastik parçaların sürtünme karıştırma kaynağı ile birleştirilme performansının incelenmesi ve optimizasyonu
Investigation and optimization of the weld zone and mechanical performance of thermoplastic parts which produced by additive manufacturing and welded by friction stir welding
ŞEHMUS GÜDEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Makine MühendisliğiBursa Uludağ ÜniversitesiOtomotiv Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT YAZICI
- PLA ve ABS malzemelerinden eklemeli imalatla üretilen parçaların yapıştırılması işleminde yapıştırma parametrelerinin bağlantının mekanik dayanımına etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of the adhesive parameters on themechanical strength of the bonding process of the partsmanufactured from PLA and ABS materials
NEZİHAN POLAT ÇOBAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Makine MühendisliğiZonguldak Bülent Ecevit ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ NERGİZHAN ANAÇ
DR. ÖĞR. ÜYESİ FARUK MERT
- Eklemeli imalat yöntemi ile üretilen parçaların kaynakla birleştirilmesi ve analizi
Welded jointing and analysis of parts produced by additive manufacturing
MURAT ŞEN
Doktora
Türkçe
2023
Makine MühendisliğiMarmara ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA KURT
- Hava aracı yapısal parçasının topoloji optimizasyonu kullanılarak eklemeli imalata uygun tasarımı ve sayısal analizlerle doğrulanması
Design for additive manufacturing of an aircraft structural part using topology optimization and validation with numerical analyses
EMRE KIZILBOĞA
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Makine MühendisliğiGazi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OLCAY ERSEL CANYURT