Geri Dön

Eklemeli imalat yöntemi ile farklı parametrelerde üretilen alsi10mg parçalarının mekanik özelliklerinin ve işlenebilirliğinin değerlendirilmesi

Valuation of mechanical properties, and machinability of alsi10mg parts produced by additive manufacturing under different processing parameters

PDF İndir

  1. Tez No: 1001792
  2. Yazar: UĞUR IŞIK
  3. Danışmanlar: PROF. DR. HALİL DEMİR, DOÇ. DR. BARIŞ ÖZLÜ
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2025
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Karabük Üniversitesi
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: İmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.

Özet

Bu çalışmada, Seçici Lazer Ergitme (Selective Laser Melting, SLM) yöntemiyle üretilen AlSi10Mg alaşımında üretim parametrelerinin yüzey pürüzlülüğü, boyut ve konum toleransları, mikroyapı ve mekanik özellikler ile bu özelliklerin işlenebilirlik davranışı üzerindeki etkileri incelenmiştir. Bu kapsamda, SLM yöntemiyle üretilecek numuneler için Taguchi L27 ortogonal dizi deney tasarımı uygulanmış; lazer gücü (330, 350 ve 370 W), tarama hızı (1450, 1650 ve 1850 mm/sn) ve tarama mesafesi (0,08, 0,10 ve 0,12 mm) olmak üzere üç farklı üretim parametresi esas alınarak deney numuneleri üretilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre lazer gücündeki artışın yüzey pürüzlülüğü ve çap değişimi üzerinde iyileştirici etki gösterdiği, tarama mesafesindeki artışın ise dairesellik değişimi ve eş merkezlilik üzerinde olumsuz etkilere neden olduğu belirlenmiştir. Ayrıca tarama hızının artmasının eş merkezlilik değişimini olumsuz yönde etkilediği tespit edilmiştir. Taguchi analizleri sonucunda, yüzey pürüzlülüğü ve çap değişimi için optimum üretim parametreleri A1B1C3 olarak belirlenirken, dairesellik değişimi ve eş merkezlilik için optimum parametreler sırasıyla A3B3C1 ve A3B1C1 olarak belirlenmiştir. Varyans Analizi sonuçlarına göre yüzey pürüzlülüğü, çap değişimi, dairesellik değişimi ve eş merkezlilik üzerinde en etkili parametrelerin sırasıyla %53,22 ile lazer gücü, %62,45 ile tarama mesafesi, %37,23 ile tarama hızı ve %40,41 ile tarama mesafesi olduğu tespit edilmiştir. Tüm çıktı parametreleri için gerçekleştirilen Gri İlişki Analizi sonucunda ise en uygun üretim parametre kombinasyonu A2B1C3 olarak belirlenmiştir. Tarama mesafesi ve tarama hızının azaltılması ile lazer gücünün artırılmasının bağıl yoğunluk üzerinde olumlu etkiler oluşturduğu, maksimum bağıl yoğunluğun 0,08 mm tarama mesafesi, 1450 mm/sn tarama hızı ve 370 W lazer gücünde 2,6387 g/cm³ olarak elde edildiği belirlenmiştir. Aynı parametre koşullarında numune sertliklerinin arttığı, çekme mukavemetinin maksimum değerlere ulaştığı, buna karşın akma mukavemetinde azalma meydana geldiği gözlemlenmiştir. Mikroyapı incelemeleri, düşük tarama mesafesi ve tarama hızı ile yüksek lazer gücünün daha homojen bir mikroyapı oluşturduğunu; eksik ergime, mikro gözeneklilik ve bağlanma hatalarının belirgin şekilde azaldığını ortaya koymuştur. İşlenebilirlik kapsamında gerçekleştirilen frezeleme deneylerinde, kesme hızının artırılmasının kesme kuvveti ve yüzey pürüzlülüğü değerlerini azalttığı, ancak kesme sıcaklığını artırdığı belirlenmiştir. İlerleme miktarındaki artışın ise kesme kuvveti, yüzey pürüzlülüğü ve kesme sıcaklığında artışa neden olduğu tespit edilmiştir. Numunelerin mekanik özelliklerindeki artışın kesme kuvveti ve kesme sıcaklığını yükselttiği, buna karşılık yüzey pürüzlülüğü değerlerinde iyileşme sağladığı görülmüştür. ANOVA sonuçlarına göre kesme kuvveti, yüzey pürüzlülüğü ve kesme sıcaklığı üzerinde en etkili parametrelerin sırasıyla %64,69 ile ilerleme miktarı, %42,78 ile kesme hızı ve %60,66 ile kesme hızı olduğu belirlenmiştir. Tüm işleme çıktı parametreleri için yapılan gri ilişki analizi sonucunda ise optimum işleme parametre kombinasyonu A2B3C1 olarak tespit edilmiştir.

Özet (Çeviri)

In this study, the effects of process parameters on surface roughness, dimensional and geometrical tolerances, microstructure, and mechanical properties of AlSi10Mg alloy produced by the Selective Laser Melting (SLM) process were investigated, along with the effects of microstructure, mechanical properties, and cutting parameters on machinability behavior. For this purpose, a Taguchi L27 orthogonal array experimental design was employed for the fabrication of SLM samples. Three different process parameters were considered: laser power (330, 350, and 370 W), scanning speed (1450, 1650, and 1850 mm/s), and hatch spacing (0,08, 0,10 and 0,12 mm). The results indicated that an increase in laser power had a beneficial effect on surface roughness and diameter deviation, whereas an increase in hatch spacing adversely affected circularity deviation and concentricity. Additionally, increasing the scanning speed was found to negatively influence concentricity deviation. According to the Taguchi analysis, the optimal process parameters for surface roughness and diameter deviation were determined as A1B1C3, while the optimal parameters for circularity deviation and concentricity were identified as A3B3C1 and A3B1C1, respectively. Analysis Of Variance (ANOVA) results revealed that the most influential parameters for surface roughness, diameter deviation, circularity deviation, and concentricity were laser power (53,22%), hatch spacing (62,45%), scanning speed (37,23%), and hatch spacing (40,41%), respectively. Moreover, the Grey Relational Analysis (GRA) conducted for all output responses indicated that the optimal process parameter combination was A2B1C3. It was also determined that reducing hatch spacing and scanning speed while increasing laser power had a positive effect on relative density, with the maximum relative density of 2,6387 g/cm³ obtained at a hatch spacing of 0,08 mm, a scanning speed of 1450 mm/s, and a laser power of 370 W. Under these conditions, an increase in hardness and ultimate tensile strength was observed, whereas a decrease in yield strength occurred. Microstructural analyses demonstrated that lower hatch spacing and scanning speed combined with higher laser power resulted in a more homogeneous microstructure, with a significant reduction in lack-of-fusion defects, micro-porosity, and bonding flaws. Machining experiments conducted within the scope of machinability evaluation showed that increasing cutting speed reduced cutting force and surface roughness while increasing cutting temperature. Conversely, an increase in feed rate led to higher cutting force, surface roughness, and cutting temperature. Furthermore, improvements in the mechanical properties of the specimens resulted in increased cutting force and cutting temperature, accompanied by enhanced surface quality. According to ANOVA results, the most significant parameters affecting cutting force, surface roughness, and cutting temperature were feed rate (64,69%), cutting speed (42,78%), and cutting speed (60,66%), respectively. The grey relational analysis performed for all machining output responses identified the optimal machining parameter combination as A2B3C1.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    920832

    Data driven optimization of structural and dynamical properties of parts manufactured via selective laser melting process using machine learning and finite element analysis methods

    Seçici lazer ergitme prosesi ile üretilen parçaların yapısal ve dinamik özelliklerinin makine öğrenmesi ve sonlu elemanlar analizi yöntemleri kullanılarak veri odaklı optimizasyonu

    CAN BARIŞ TOPRAK

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Makine MühendisliğiHacettepe Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. CAN ULAŞ DOĞRUER

  2. Tez No

    886179

    Metal eklemeli imalat yöntemiyle üretilen AlSi10Mg alaşımının mekanik özelliklerinin araştırılması

    Investigation of mechanical properties of AlSi10Mg alloy produced by metal additive manufacturing method

    SAVAŞ KAŞIKCIOĞLU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Makine MühendisliğiPamukkale Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. GÖKMEN ATLIHAN

    DOÇ. DR. BERKAY ERGENE

  3. Tez No

    821763

    Eklemeli imalat ile üretilen parçaların imalat parametrelerinin geometrik toleranslara etkisinin araştırılması

    Investigation of the effect of manufacturing parameters on geometric tolerances of parts produced by additive manufacturing

    YUSUF SİYAMBAŞ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Makine MühendisliğiGazi Üniversitesi

    İmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. YAKUP TURGUT

  4. Tez No

    987568

    Eklemeli imal edilen AlSi10Mg alaşımının üretim parametrelerinin mikroyapı ve mekanik davranışına etkisinin incelenmesi

    Investigation of the effect of process parameters on the microstructure and mechanical behavior of additively manufactured AlSi10Mg alloy

    HASRET BAŞ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2025

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. RAŞİD AHMED YILDIZ

  5. Tez No

    245

    Sera domates üretiminde aşı uygulaması ile elde edilen çift kök sistemine sahip domateslerin verim ve kalite yönünden üstünlükleri üzerine bir araştırma

    Başlık çevirisi yok

    ALİ DİZDAROĞLU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1985

    ZiraatEge Üniversitesi

    Bahçe Bitkileri Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. FAHRETTİN MECİT

Geri Dön