SLE yöntemi ile üretilen eklemeli imalat parçalarının seri ürtime uygunluğunun araştırılması
Investigation of suitability of additive manufacturing parts produced by SLM methof for mass production
Yazar: MEHMET FATİH ŞAHİNER
Danışman: PROF. DR. TOLGA TOPGÜL
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Otomotiv Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Otomotiv Mühendisliği = Automotive Engineering

Özet:
Gelişen teknoloji ve altyapılar, son yıllarda geleneksel üretim metotlarına alternatif olarak eklemeli imalat yöntemlerini ortaya çıkarmıştır. Bilgisayar destekli tasarlanan parçaların 3B yazıcılar aracılığıyla katman katman üretilmesi, bu yeni üretim yaklaşımını başlangıçta hızlı prototipleme için kullanılan bir yöntemden, seri üretimde de dikkate alınan bir stratejiye evrimleştirmiştir. Geleneksel üretim süreçleriyle zor ya da çok aşamalı üretilen parçalar, eklemeli imalat yöntemleri sayesinde daha etkili bir şekilde üretilebilir hale gelmiş, tasarımcılara ise daha fazla esneklik sağlamıştır.
Bu çalışmada, eklemeli imalat yöntemlerinden biri olan seçici lazer ergitme (SLE) metodunun seri üretime uygunluğu araştırılmıştır. Aynı anda üretilen çok adette parçanın yarısına H900 ısıl işlemi uygulanmış ve diğer yarısı olduğu gibi bırakılarak mekanik özellikleri karşılaştırılmış yoğunluk, yüzey pürüzlülüğü, sertlik, çekme dayanımı ve X-ray görüntüleme analiz sonuçları değerlendirilmiştir. Üretimde kullanılan malzeme olarak PH 17-4 olarak bilinen ve içeriği %17 krom ve %4 nikel olan paslanmaz çelik tozu tercih edilmiştir.
Çeşitli mekanik özellikleri karşılaştırmak için yapılan çalışmada, yoğunluklar arasında ±%0,8 bağıl standart sapma gözlemlenmiştir. Sertlik değerlerinde rölatif standart sapma ±%14 olarak belirlenirken, yüzey pürüzlülüğünde bu değer ±%50 olarak saptanmıştır. Tasarım beklentilerine bağlı olarak, üretilen parçaların beklenen sertliğe ulaşması için çeşitli sertleştirme yöntemlerine tabi tutulabileceği veya geleneksel imalat yöntemleri kullanılarak nihai yüzey pürüzlülüğüne ulaştırılabileceği sonucuna varılmıştır.
Bu çalışma, gelecekte SLE yöntemine ait parametrelerin değiştirilerek yeniden test edilmesi ve bu çalışmanın verileriyle karşılaştırma yapılması için bir temel sağlamayı amaçlamaktadır.

Abstract:
Developing technology and infrastructures have introduced additive manufacturing methods as alternatives to traditional production methods in recent years. The layer-by-layer production of computer-aided designed components through 3D printers has evolved from being initially used for rapid prototyping to a strategy considered in mass production. Parts that were traditionally challenging or multistage to produce with conventional manufacturing processes can now be more effectively manufactured through additive manufacturing methods, providing designers with greater flexibility.
This study explores the suitability of the Selective Laser Melting (SLM) method, one of the additive manufacturing methods, for mass production. Half of a large quantity of simultaneously produced parts underwent heat treatment (H900), while the other half was left untreated. Mechanical properties, including density, surface roughness, hardness, tensile strength, and X-ray imaging analysis results, were evaluated. Stainless steel powder known as PH 17-4, with a composition of 17% chromium and 4% nickel, was chosen as the material for production.
In the conducted study to compare various mechanical properties, a relative standard deviation of ±0.8% was observed among densities. While the relative standard deviation in hardness values was determined as ±14%, for surface roughness, this value was found to be ±50%. Depending on design expectations, it was concluded that the produced parts could undergo various hardening methods to achieve the expected hardness or be subjected to traditional manufacturing methods to reach the final surface roughness.
This study aims to provide a foundation for future experimentation by altering parameters of the SLM method and comparing the results with the data obtained from this study.