Değişken Gözenekli Hücresel Yapıların Metal Eklemeli İmalat İçin Tasarımı Ve Üretilen Yapıların Tasarım İle Uyumluluğunun Araştırılması


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2019

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Ahmet Murat Dursun

Danışman: RAHMİ ÜNAL

Özet:

Metal eklemeli imalat teknolojisi ile geleneksel yöntemlerle işlenmesi zor ve maliyetli olan parçaların üretimi kolaylaşmış ve aynı zamanda karmaşık geometriye sahip açık gözenekli parçaların üretimi mümkün hale gelmiştir. Açık ve değişken gözenekli yapıların bu yöntemle üretilebilir olması çeşitli uygulamalarda üstünlükler sunmaktadır. Bu çalışmada, çeşitli değişken gözenekli hücresel yapıların tasarlanması, metal eklemeli imalat cihazında üretilmesi, tasarım ve üretim arasındaki farklılıkların tespit edilmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla, bu yapıların değişkenleri olan birim hücre yapısı, birim hücre boyutu, kolon kalınlığı ve hacimsel boşluk oranının etkisinin incelenmesi hedeflenmiştir. Bu kapsamda, öncelikle kübik, octahedroid ve diamond olmak üzere üç farklı birim hücre yapısı seçilmiştir. Bu hücresel yapılar iç içe geçmiş üç katmandan oluşan silindirik numunelere uygulanmıştır. Oluşturulan değişken gözenekli hücresel yapıların her birine 0,3, 0,5 ve 0,7 mm'lik kolon kalınlıkları verilmiştir. Üretilen bu yapılar bilgisayarlı mikro tomografide taranmış, Arşimet ve kuru tartım yöntemi kullanılarak yapıların hacimsel boşluk değerleri belirlenmiş ve tasarım değerleri ile ayrı ayrı karşılaştırılmıştır. Ayrıca hücresel yapılarda hacimsel boşluk değerinin hesaplanabilmesine yönelik her bir birim hücre yapısı için matematiksel analitik yaklaşım geliştirilmiş ve tasarım yazılımında elde edilen değerler ile karşılaştırılmıştır. Bilgisayarlı mikro tomografiden elde edilen sonuçlara göre tüm değişken gözenekli hücresel yapıların kolon kalınlığı değerlerinde 150-300 μm'lik artışlar gözlemlenmiştir. Geliştirilen analitik yaklaşım ile elde edilen hacimsel boşluk değerleri, tasarım yazılımındaki değerler ile karşılaştırılmış ve değerlerin birbirine çok yakın olduğu görülmüştür. Bilgisayarlı mikro tomografi analizi sonucunda kübik ve octahedroid yapıların kolonlarında ergimiş metalin oluşturduğu sarkmalar gözlemlenmiştir. Bu sarkmaların üretilen numunelerin hacimsel boşluk oranının tasarıma göre daha düşük olmasına neden olduğu belirlenmiştir