Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2022
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: MOHAMED EID SAIED ABDELMOULA
Danışman: Gökhan Küçüktürk
Özet:
Doğrudan Toz Yataklı Seçici Lazer İşleme (D-PBSLP), seramik malzemelerin Eklemeli İmalatı için gelecek vadeden bir teknik olarak kabul edilir. Seramik malzemelerin D-PBSLP'sinde başarılı olmak için proses parametrelerine uygun değerlerin kullanılması gerekmektedir. Seramik malzemelerin başarılı D-PBSLP'si için uygun proses parametrelerini elde etmek ve deneysel araştırma boyunca bir kılavuz olarak kullanılmak üzere sayısal bir model geliştirilmiştir. Bu çalışmada model malzeme olarak alümina ve SiC kullanılmıştır. Farklı yapı yönelimleri ile çok katmanlı taramanın PBSLP araştırmasında geliştirilen sayısal modelin kullanılması, yapı yönelimi ve tarama stratejilerinin, basılı numunelerin gelişmiş termal stresini ve çatlamasını kontrol etmek için gerekli olduğunu ortaya koymaktadır. D-PBSLP alümina için, doğrusal 45° tarama stratejisi, araştırılan diğer tarama stratejilerine kıyasla en umut verici sonuçları vermiştir. Ayrıca, 400 mm/s'lik yüksek bir tarama hızı kullanıldığında, 100, 200 ve 300 mm/s'ye kıyasla %85'lik yüksek bir bağıl yoğunluk ölçülmesiyle yüksek kalitede alümina numuneleri basmak mümkün olduğu kanaatine varılmıştır. Sayısal modelin öngördüğü optimal tarama stratejileri, tarama hızı ve diğer parametre değerleri belirlendikten sonra, süreç parametreleri Taguchi optimizasyon yöntemi ve Paetro ANOVA analizi kullanılarak optimize edildi. 210 W lazer gücü, 400 mm/sn tarama hızı ve 30 µm tarama alanı %94,5 yüksek yoğunluklu alümina numunelerinin yazdırılması için en uygun proses parametresi olduğu anlaşılmıştır. Bası testi ve mikrosertlik ölçümü kullanılarak mekanik performans değerlendirildi. Test edilen numuneler, literatürde bildirilen değerle aynı olan 2180 HV'lik bir mikrosertlik değeri vermiştir. Buna karşılık, elde edilen bası dayanımı, literatürde bildirilen değerlerle karşılaştırıldığında en düşük olan yaklaşık 140 MPa'dır. Tarama stratejileri araştırıldığında ve incelenen diğer tarama stratejilerinin kıyaslandığında SiC'nin D-PBSLP'si için eğimli zikzak tarama stratejisinin önerildiği sonucuna varıldı. Daha sonra farklı katman kalınlıkları 22, 30 ve 40 µm ile 100, 250 ve 500 mm/s gibi farklı değerler dikkate alınarak tarama hızı incelenmiştir. Düşük tarama hızları ve 22 ve 30 µm gibi düşük katman kalınlıkları kullanılarak, sonuçların gösterdiği gibi, SiC numunelerini %85 kısmi yoğunluğa sahip başarılı bir şekilde basmak mümkün olmuştur. Numunlerde %87'lik bir nispi yoğunluğa ulaşmak, 45W'lık bir lazer gücü, 100 mm/sn'lik bir tarama hızı ve 40 µm'lik bir tarama alanı ile sonuçlanan proses parametrelerinin optimizasyonunu ile elde edilmiştir. Mekanik performans, 1,4 MPa'lık düşük bir bası dayanımına sahip olduğu değerlendirildi. Sonuç olarak, mekanik performansı artırmak için ikincil işlemler kullanılması önerilmektedir.
| Anahtar Kelimeler : Eklemeli imalat, seramik, numerik analiz, lazer |