Ultrasonik destekli eklemeli imalatta kütle birikimi ile değişen titreşim karakteristiğinin katılaşma sürecine ve metalürjik özelliklere etkisi
The effect of vibration characteristics changing with mass accumulation on the solidification process and metallurgical properties in ultrasonically assisted additive manufacturing
- Tez No: 967714
- Danışmanlar: PROF. DR. OĞUZHAN YILMAZ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 121
Özet
Eklemeli imalat, geometri verisine göre malzemelerin direkt olarak son ürünün yahut son ürüne yakın geometrilerin üretildiği yöntem olarak malzeme sarfiyatını azaltır. Metal malzemelerin eklemeli imalat ile üretilmesinde vadedilen avantajların yanı sıra mikroyapısal düzensizlikler, gözeneklilik, yüksek termal gerilmeler ve mekanik özelliklerde anizotropi gibi sorunlar sıklıkla gözlemlenmektedir. Bu sorunların en aza indirilmesi ile alakalı yöntemlerden biri de ergiyik havuzda akustik akış ve kavitasyon oluşturarak katılaşmaya etki eden ultrasonik enerjinin uygulanmasıdır. Üretimin çoğu zaman açık atmosferde yapılması sebebiyle WAAM uygulamalarında yaygınlaşmış olan ultrasonik titreşim desteği, tablaya yahut direkt olarak iş parçasının kendisine titreşim dalgalarının iletilmesiyle icra edilir. Bununla birlikte, eklemeli imalatta üretim boyunca parçanın hem kütlesi hem de geometrisi değişmektedir. Kütle ve geometrideki bu değişim, sistemin doğal frekans noktalarını dolayısı ile titreşim davranışını değiştirmektedir. Bu çalışmada titreşimin üretilmesinden ergiyik havuza iletilmesine kadar olan süreç ele alınarak eklemeli imalatta kütle ve geometri değişiminin titreşim davranışını nasıl etkilediği irdelenmiştir. Çalışmalar sayısal ve deneysel olarak ele alınmış, sonuçlar karşılaştırılarak tartışılmıştır. Nokta ile yığma metoduyla yığılan parçaların ultrasonik titreşim desteği ile üretilmesi sırasında sabit ultrasonik güç kullanılmasına rağmen ergiyik havuzda elde edilen enerjinin kütle ve geometri değişiminden etkilendiği, ergiyik havuzda elde edilen enerjinin 400 kata kadar değiştiği sayısal çalışmalar ile gözlenmiş. Yapılan deneylerde ortalama tane boyutunun ultrasoniksiz yığılan numunede 350 µm'den daha fazla iken, ultrasonik desteği ile üretilen numunede ergiyik havuzda elde edilen ultrasonik enerji seviyesi ile orantılı olarak 73 µm ile 127 µm arasında değiştiği görülmüştür. Ultrasonik titreşim ile yığılan numunede kimi bölgelerde iyileşme olurken, rezonans bölgelerinde içyapıda önemli kusurların oluştuğu tespit edilmiştir. Bu çalışma, ultrasonik titreşimin proses boyunca sabit bir parametre olarak ele alınamayacağını, parçanın değişen titreşim özelliklerine duyarlı adaptif bir şekilde kontrol edilmesi gerektiğini açıkça ortaya koymuştur.
Özet (Çeviri)
Additive manufacturing produce directly the final product or near net shape geometries based on geometric data and reduces material consumption. In addition to the promised advantages metal additive manufacturing, issues such as microstructural irregularities, porosity, high thermal stresses and anisotropy are frequently observed. One of the methods related to minimizing these problems is the application of ultrasonic energy, which affects solidification by generating acoustic streaming and cavitation in the melt pool. Due to the fact that production is often carried out in open atmosphere, ultrasonic vibration support, which has become widespread in WAAM applications, is implemented by transmitting vibration waves to the base plate or directly to the part itself. However, during the additive manufacturing process, both the mass and geometry of the part change. These changes in mass and geometry alter the natural frequency points of the system and therefore its vibrational behavior. In this study, the process from the generation of vibration to its transmission to the melt pool was addressed, and how mass and geometry changes affect vibrational behavior in additive manufacturing was examined. The study was carried out both numerically and experimentally, and the results were compared and discussed. Despite using constant ultrasonic power during the production of parts built with the dot by dot deposition method, numerical studies showed that the energy obtained in the melt pool was affected by changes in mass and geometry, and the energy obtained in the melt pool varied up to 400 times. In the experiments, while the average grain size was more than 350 µm in the sample built without ultrasonic support, it was observed to vary between 73 µm and 127 µm in the sample produced with ultrasonic support, depending on the level of ultrasonic energy obtained in the melt pool. While improvements were observed in some regions of the sample built with ultrasonic vibration, significant internal defects were detected in the resonance regions. This study clearly revealed that ultrasonic vibration cannot be considered a constant parameter throughout the process and must be controlled adaptively in response to the changing vibrational characteristics of the part.
Benzer Tezler
- Uyarılmış hal proton ve yük transfer duyarlı iyon-çifti kompleks oluşumuna dayanan ekstraktif ayırma-zenginleştirme sonrası spektrofotometrik yöntemle eser kalay türlerinin (Sn(II), Sn(IV), total Sn olarak) tayini
Determination of uv-visible spectrophotometric trace tin (as Sn(II), Sn(IV), total Sn) after extractive separation-enrichment based on excited state proton and charge transfer-sensitive ion-pair complex formation
NAJIBULLAH BALOOCH
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
KimyaSivas Cumhuriyet ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RAMAZAN GÜRKAN
- Farklı üretim teknikleriyle üretilen protez kaide materyallerinden salınan rezidüel monomer miktarının karşılaştırılması
Comparison of the amount of residual monomer released from denture base produced wi̇th different production techniques
MERT TEZCAN
Diş Hekimliği Uzmanlık
Türkçe
2022
Diş HekimliğiHacettepe ÜniversitesiProtetik Diş Tedavisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET ATİLA ERTAN
- Ultrasonik destekli bulutlanma noktası ekstraksiyonu yardımıyla bazı gıda örneklerinde sülfitin (serbest sülfit, tersinir organik bağlı sülfit ve toplam sülfit) zenginleştirilmesi ve spektroskopik olarak (UV-görünür, FAAS) tayini
Preconcentration and spectroscopically (UV-visible, FAAS) determination of sulfite (free sulfite, reversibly bound organic sulfite and total sulfite) in some food samples by help of ultrasonic-assisted cloud point extraction
NAİL ALTUNAY
- Ultrasonik destekli ekstraksiyon parametrelerinin belirlenerek keçiboynuzundan elde edilen pekmezinin bazı kalite özelliklerinin araştırılması
Investigation of some quality characteristics of pekmez obtained from carob by determination of ultrasonic assisted extraction parameters
ZEYNEP EROĞLU
Doktora
Türkçe
2020
Gıda MühendisliğiMunzur ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FULYA BENZER
PROF. DR. MEMNUNE ŞENGÜL
- An experimental investigation on enhancing the machinability of difficult to cut materials using ultrasonic assisted milling process
Ultrasonik destekli frezeleme işlemi kullanarak kesilmesi zor malzemelerin işlenebilirliğini artırmaya yönelik deneysel bir araştırma
RAMAZAN HAKKI NAMLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Makine MühendisliğiAtılım Üniversitesiİmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ BAHRAM LOTFISADIGH
PROF. DR. SADIK ENGİN KILIÇ