Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2020
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: ARİF BALCI
Danışman: Yusuf Usta
Özet:Gözenekli metal yapı üretiminde seçimli lazer ergitme (SLE) yöntemi kontrollü üretim avantajına sahip olup düzenli veya karmaşık gözenekli yapıların tasarım veya kopyalama yoluyla oluşturulmasını ve üretimini mümkün kılmaktadır. Bu tezde, seçimli lazer ergitme (SLE) yöntemi kullanılarak, koyun vertebra ve femurundaki trabeküler yapıyı (gözenekli kemik) temsil eden Ti6Al4V ELI (Extra Low Interstitial) ve CoCr alaşımından farklı gözeneklerde ve farklı ölçeklerde numuneler üretilerek gözenek boyut dağılımı incelenmiş ve mekanik testleri yapılmıştır. Öncelikle koyuna ait femur ve vertebra kemiklerinin mikro-CT ile taramaları kullanılarak kemiğe ait gözenek ağ yapısı ve boyut dağılımı belirlenmiştir. Gerçek kemik boyutlarına göre 3-farklı büyütmedeki (1:1, 1:1,25 ve 1:1,50) mikro-CT görüntüleri ile gözenek/boyut dağılım analizi gerçekleştirilmiştir. Bunun neticesinde, deney numunelerinin 1:1,00, 1:1,10 ve 1:1,20 ölçeklerinde tasarımları, Ti6Al4V ELI alaşımından üretimleri ve mekanik testleri (basma ve basma-kayma testleri) yapılmış ve sonlu elemanlar yöntemiyle sayısal olarak da incelenmiştir. Ayrıca hem Ti6Al4V ELI alaşımı hem de CoCr alaşımından vertebra ve femurun başka bir bölgesinden yeni (ikincil) numuneler tasarlanarak üretimleri yapılmış ve mekanik testleri doğrulama amaçlı olarak gerçekleştirilmiştir. Gözenek ağ modelleri çıkarılan vertebra ve femura ait gözeneklerin ortalama eş değer çaplarının 767±265 μm ve 623±245 μm olduğu tespit edilmiş olup 1:1 ve 1:1,25 ölçek aralığında üretimi yapılan numunelerin kemikteki gözenek boyut dağılımını temsil edebildiği sonucuna varılmıştır. Basma testleri sonucunda femur ve vertebra gözenek geometrisine sahip numunelerin elastisite modüllerinin Ti6Al4V ELI numunelerde 2,84±0,33 GPa ve 2,14±0,15 GPa ve CoCr numunelerde 2,20±0,23 GPa ve 1,95±0,22 GPa olduğu gözlemlenmiştir. Kuru ağırlıklandırma yöntemi ile yapılan gözeneklilik ölçümlerinde, üretilen numunelerdeki gözenekliliklerin tasarımdakine göre Ti6Al4V ELI alaşımı için %19,1±6 azalma ve CoCr alaşımı için %0,5±0,4 artış şeklinde olduğu görülmüştür. Mekanik test sonuçları ve gözeneklilik oranlarındaki değişim göz önüne alındığında CoCr alaşımlarından yapılan üretimlerin, gözenek geometrisi ve elastisite modülü bakımından kemiği temsil kabiliyetinin yüksek olduğu sonucuna varılmıştır