Eklemeli imalatla üretilen parça yüzeylerinin lazerle parlatılmasının araştırılması

Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2022

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: ŞAFAK NESLİ

Danışman: Oğuzhan Yılmaz

Özet:

Eklemeli imalat (Eİ) geleneksel üretim yöntemleriyle üretilmesi mümkün olmayan oldukça karmaşık parçaları, daha az malzeme gideri ile üretilmesini sağlayan ileri imalat yöntemlerinden bir tanesidir. Fakat özellikle toz yataklı Eİ yöntemleri ile üretilmiş numunelerin yüzeylerinin yüksek pürüzlülük değerlerine sahip olması, bu numunelerin üretimden sonra doğrudan kullanılmasının önündeki en büyük engellerden biridir. Lazer parlatma (LP), eklemeli imalat da dâhil olmak üzere farklı üretim yöntemleri ile üretilen parçaların yüzey pürüzlülüğünü azaltmak için kullanılan potansiyel bir son işlem tekniğidir. Bu tez çalışmasında, Eİ yöntemlerinden seçici lazer eritme (SLE) ile üretilen Inconel 718 ve elektron ışını ergitme (EIE) ile üretilen Ti-6Al-4V numunelerinin yüzeylerine LP işlemi uygulanmış ve yüzey bütünlüğü özellikleri, yüzey morfolojisi, mikro yapı, mikro sertlik özelliklerini analiz edilerek ve sayısal modelleme çalışması yapılarak araştırılması amaçlamıştır. Morfolojik analiz sonuçlarına göre, yüzey pürüzlülüğü sırasıyla Inconel 718 numunesi için %90 oranında ve Ti-6Al-4V numunesi için %94 oranında iyileşmiştir. SLEInconel 718 numunesinin dendritik ve sütunlu mikro yapısı LP işlemi ile ortadan kaldırılmış ve EIE-Ti-6Al-4V örneğinin (α+β) mikro yapısı LP işlemi ile iğnemsi (α') yapıya dönüştürülmüştür. Buna ek olarak, LP işlemi, sırasıyla Inconel 718 ve Ti-6Al-4V numune yüzeylerinin mikro sertlik değerleri yaklaşık %18 ve %12,5 oranlarında arttırmıştır. LP işlemi sırasında lazer ışını ile malzeme yüzeyi arasında gerçekleşen ısıl davranışı incelemek amacı ile bir sayısal modelleme yapılmıştır. Bu ısıl modelle, LP işleminin etkisiyle oluşan yeniden ergimiş ve ısıdan etkilenmiş alan belirlenmiş ve bu alanlar optik analizler ile karşılaştırılmıştır. Sonuç olarak, deneysel çalışmalar yeniden ergimiş alan için %95 ve ısıdan etkilenmiş alan için %90 oranında doğrulanmıştır.

Anahtar Kelimeler : Eklemeli imalat, lazer parlatma, yüzey bütünlüğü, mikro yapı, mikro sertlik, sayısal modelleme