Doğrudan metal lazer sinterleme (DMLS) eklemeli imalat yönteminde proses parametrelerin parçanın darbe davranışındaki etkisinin deneysel araştırılması
Experimental investigation of the effect of process parameters on the impact behavior of parts produced by direct metal laser sintering (DMLS) additive manufacturing method
- Tez No: 992259
- Danışmanlar: DOÇ. DR. AHMET MERAM
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Kto Karatay Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmada, Doğrudan Metal Lazer Sinterleme (DMLS) yöntemiyle üretilen AlSi10Mg alaşımının darbe davranışında üretim parametrelerinin etkisi incelenmiştir. DMLS, metal tozlarının lazer enerjisiyle katman katman ergitilmesi prensibine dayandığından, üretim parametreleri mikro yapı ve mekanik özellikleri doğrudan etkilemektedir. Bu kapsamda iki farklı katman kalınlığı (30 µm ve 60 µm), iki farklı dolgu stratejisi dama (grid) tipi (D) ve doğrusal (aligned rectilinear) (N) ve üç farklı tarama açısı (0°, 45°, 90°) kullanılarak numuneler üretilmiş, bu parametrelerin darbe tokluğu üzerindeki etkileri deney sonuçlarına göre değerlendirilmiştir. Üretilen numunelere V çentikli Charpy darbe testi uygulanmış, kırılma enerjisi (J) ve kırılma açısı (°) değerleri belirlenmiştir. Kırılma enerjisi malzemenin tokluğunu, kırılma açısı ise sünek veya gevrek kırılma eğilimini göstermektedir. Ayrıca kırık yüzeyler taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile incelenmiş, gözenek yapısı, çukur (dimple) oluşumları ve sinterleme kalitesi değerlendirilmiştir. Elde edilen bulgulara göre, tarama açısı arttıkça (0°→45°→90°) kırılma enerjisi azalmıştır. 0° yöneliminde darbe yükü katman dizilimiyle paralel olduğundan enerji yayılımı süreklidir ve sünek kırılma görülmüştür. 45° ve 90° yönlerinde darbe yükü katman sınırlarına dik etki ettiğinden bağ zayıflıkları belirginleşmiş ve gevrek kırılma gözlemlenmiştir. Katman kalınlığının artması (30→60 µm) bağ kalitesini düşürmüş, mikro boşluk ve ergitme kusurlarına neden olmuştur. Bu nedenle 30 µm numuneler genellikle daha yoğun mikro yapı ve yüksek kırılma enerjisi sergilemiştir (~9 J). Dama (grid) tipi (D) dolgu stratejisi ise genel olarak doğrusal (aligned rectilinear) (N) dolguya göre daha kararlı enerji absorbe etmiştir. Kırık yüzey SEM görüntüleri, parametrelerinin etkisini açıkça ortaya koymuştur. 30 µm katman kalınlığında ve N tipi dolgu stratejisiyle üretilen numuneler, homojen ergitme havuzları ve belirgin çukur oluşumlarıyla sünek kırılma göstermiştir. Fakat 60 µm numunelerde iri gözenekler, katman sınırlarında ergitme kusurları ve yönlü yırtılma çizgileri gözlenmiştir. Tarama açısı 90° olduğunda kırılma çok yönlü karakteri kazanırken, 0° açıda çatlak ilerlemesi tek eksenli hale gelmiştir. En yüksek darbe tokluğu 30-D-0 (~9 J), en düşük ise 30-N-90 parametreli numunede (~5 J) elde edilmiştir. Sonuç olarak, DMLS parametrelerinin AlSi10Mg alaşımının darbe dayanımı ve kırık yüzey üzerinde belirleyici etkiler oluşturduğu tespit edilmiştir. Bu çalışma, DMLS süreçlerinde parametre optimizasyonu ve mikroyapı–mekanik ilişkisinin anlaşılması açısından literatüre önemli katkı sağlamaktadır.
Özet (Çeviri)
In this study, the impact behavior of AlSi10Mg specimens produced by Direct Metal Laser Sintering (DMLS) was investigated with respect to the influence of processing parameters. Since DMLS is based on the layer-by-layer melting of metallic powders through laser energy, the process parameters directly affect the microstructure and mechanical properties. In this context, specimens were fabricated using two different layer thicknesses (30 µm and 60 µm), two infill strategies (checkerboard-D and linear-N), and three scanning angles (0°, 45°, 90°). The effects of these parameters on impact toughness were evaluated based on experimental results. V-notched Charpy impact tests were applied to the manufactured specimens, and the fracture energy (J) and fracture angle (°) values were determined. Fracture energy represents the material's toughness, while fracture angle indicates the tendency toward ductile or brittle fracture. In addition, the fracture surfaces were examined using scanning electron microscopy (SEM), and pore morphology, dimple formation, and sintering quality were assessed. According to the findings, fracture energy decreased as the scanning angle increased (0°→45°→90°). At 0°, the impact load was parallel to the layer arrangement, allowing continuous energy propagation and resulting in ductile fracture behavior. At 90°, the impact load acted perpendicular to the layer boundaries, making interlayer bonding weaknesses more pronounced and leading to brittle fracture. Increasing the layer thickness (30→60 µm) reduced bonding quality and caused micro-voids and lack-of-fusion defects. Therefore, the 30 µm specimens exhibited a denser microstructure and higher fracture energy (~9 J), The checkerboard (D) infill strategy generally provided more stable energy absorption compared to the linear (N) pattern. SEM observations of the fracture surfaces clearly revealed the influence of process parameters. Specimens produced with a 30 µm layer thickness and N-type infill exhibited homogeneous melt pools and well-defined dimples, indicating ductile fracture. In contrast, the 60 µm specimens showed large pores, melt defects along layer boundaries, and directional tear-ridge formations. When the scanning angle was 90°, the fracture surface exhibited a multidirectional fracture character, whereas at 0°, crack propagation became uniaxial. The highest impact toughness was obtained in the 30-D-0 (~5 J), specimen group, while the lowest was observed in the 30-N-90 (~9 J) condition. This study provides significant contributions to the literature in terms of microstructure–impact property relationship with process parameter in DMLS-produced components.
Benzer Tezler
- The effect of aging atmosphere on mechanical and corrosion properties of maraging steels produced by additive manufacturing
Eklemeli imalat yöntemiyle üretilen maraging çeliklerinin mekanik ve korozyon özelliklerine yaşlanma atmosferinin etkisi
İLKGÜL ÖKSÜZCAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Metalurji Mühendisliğiİzmir Katip Çelebi ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ONUR ERTUĞRUL
DR. ÖĞR. ÜYESİ MUSTAFA SAFA YILMAZ
- Eklemeli imalat ile üretilen alüminyum soğutucuların termoelektrik modül entegrasyonu ve ısıl dağılım etkisi analizi
Analysis of the heat dissipation effect on the surface ofthermoelectric module reinforces with additive manufactoring
ÖMER BUĞRA DEMİRÖZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Gedik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SAVAŞ DİLİBAL
- Doğrudan metal lazer sinterleme yöntemi ile üretilen latis yapıların mikroyapı ve mekanik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of the microstructure and mechanical properties of lattice structures produced by direct metal laser processing method
MUSTAFA ENES BULDUK
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Makine MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALPAY TAMER ERTÜRK
- Direkt metal lazer sinterleme (DMLS) yöntemi ile 3 boyutlu metal yazıcıda üretilen parçaların yüzey kalitesi, boyutsal hassasiyet ve mekanik özelliklerinin geliştirilmesi
Improvement of surface quality, dimensional precision and mechanical properties of parts produced in 3-d metal printer by direct metal laser sinting (DMLS) method
ZAFER ÇAĞATAY ÖTER
Doktora
Türkçe
2021
Metalurji MühendisliğiGebze Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YÜCEL GENÇER
- Mimarlık ve tasarım alanında, eklemeli imalat-DMLS üretim proses parametrelerinin fonksiyonel kullanımı, tasarım ve üretim destek modeli
In the field of architecture and design, functional use of additive manufacturing-DMLS process parameters, design and production support model
CEMAL İRFAN ÇALIŞKAN
Doktora
Türkçe
2022
MimarlıkMimar Sinan Güzel Sanatlar ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÜMİT TURGAY ARPACIOĞLU