Ultrasonik destekli eklemeli imalatta kütle birikimi ile değişen titreşim karakteristiğinin katılaşma sürecine ve metalürjik özelliklere etkisi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, -, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2025
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: MUHAMMED ENES GEBEL
Danışman: Oğuzhan Yılmaz
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Eklemeli imalat, geometri verisine göre malzemelerin direkt olarak son ürünün yahut son ürüne yakın geometrilerin üretildiği yöntem olarak malzeme sarfiyatını azaltır. Metal malzemelerin eklemeli imalat ile üretilmesinde vadedilen avantajların yanı sıra mikroyapısal düzensizlikler, gözeneklilik, yüksek termal gerilmeler ve mekanik özelliklerde anizotropi gibi sorunlar sıklıkla gözlemlenmektedir. Bu sorunların en aza indirilmesi ile alakalı yöntemlerden biri de ergiyik havuzda akustik akış ve kavitasyon oluşturarak katılaşmaya etki eden ultrasonik enerjinin uygulanmasıdır. Üretimin çoğu zaman açık atmosferde yapılması sebebiyle WAAM uygulamalarında yaygınlaşmış olan ultrasonik titreşim desteği, tablaya yahut direkt olarak iş parçasının kendisine titreşim dalgalarının iletilmesiyle icra edilir. Bununla birlikte, eklemeli imalatta üretim boyunca parçanın hem kütlesi hem de geometrisi değişmektedir. Kütle ve geometrideki bu değişim, sistemin doğal frekans noktalarını dolayısı ile titreşim davranışını değiştirmektedir. Bu çalışmada titreşimin üretilmesinden ergiyik havuza iletilmesine kadar olan süreç ele alınarak eklemeli imalatta kütle ve geometri değişiminin titreşim davranışını nasıl etkilediği irdelenmiştir. Çalışmalar sayısal ve deneysel olarak ele alınmış, sonuçlar karşılaştırılarak tartışılmıştır. Nokta ile yığma metoduyla yığılan parçaların ultrasonik titreşim desteği ile üretilmesi sırasında sabit ultrasonik güç kullanılmasına rağmen ergiyik havuzda elde edilen enerjinin kütle ve geometri değişiminden etkilendiği, ergiyik havuzda elde edilen enerjinin 400 kata kadar değiştiği sayısal çalışmalar ile gözlenmiş. Yapılan deneylerde ortalama tane boyutunun ultrasoniksiz yığılan numunede 350 µm'den daha fazla iken, ultrasonik desteği ile üretilen numunede ergiyik havuzda elde edilen ultrasonik enerji seviyesi ile orantılı olarak 73 µm ile 127 µm arasında değiştiği görülmüştür. Ultrasonik titreşim ile yığılan numunede kimi bölgelerde iyileşme olurken, rezonans bölgelerinde içyapıda önemli kusurların oluştuğu tespit edilmiştir. Bu çalışma, ultrasonik titreşimin proses boyunca sabit bir parametre olarak ele alınamayacağını, parçanın değişen titreşim özelliklerine duyarlı adaptif bir şekilde kontrol edilmesi gerektiğini açıkça ortaya koymuştur.