Mikro elektriksel aşındırma ile mikro delik işlemede delme derinliğine bağlı mikro yapı değişimlerinin incelenmesi
Investigation of micro structure variations with respect to drilling depth in micro electric discharge machining of micro holes
Yazar: ATAKAN SAYAR
Danışman: YRD. DOÇ. DR. BÜLENT EKMEKÇİ
Zonguldak Karaelmas Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Bölümü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2009
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Mikro elektro mekanik sistemlerin hızlı gelişimi ile birlikte, birçok endüstride mikro ölçekte makine parçalarına gereksinim artmış, böylece bu parçaların imalatı ve imalat tekniklerinin geliştirilmesi araştırmacılar için önemli bir alan oluşturmaya başlamıştır. Mikro elektriksel aşındırma ile işleme; elektriksel aşınma ile işleme tekniği kullanılarak, mikro, minyatür parçaların ve bunların bileşenlerinin imalatı için geliştirilen bir imalat yöntemidir. Mikro elektriksel aşındırma ve alışılmış elektriksel aşındırma tezgahları; kullanılan sinyal jeneratörü, eksen hareketlerinin kararlılığı ve kullanılan takım boyutları bakımından farklılaşırlar. Mikro elektriksel aşındırma ile işleme tekniğinde, sinyal jeneratörü mikro ve nano saniyeler mertebesinde elektriksel darbeler üretebilir. Böylece, düşük enerji boşalımlarında (~10-9-10-5J) küçük hacimlerde (~0.05-500?m ) malzeme kaldırılabilir ve takım eksenlerinin hassas ve kararlı hareketi ile birlikte mini ve mikro düzeyde parçalar üretilebilir. Bu işleme tekniğini çok önemli kılan faktör; malzeme sertliğine bakılmaksızın, iletken ve yarı iletken malzemelerin, yüksek yüzey kalitesi ve hassasiyette işlenebilmesidir. Bu sebeple, yüksek verimlilik ve keskinlik gerektiren çok sert malzemelerin işlenmesinde tercih edilirler.Bu tezde, mikro elektriksel aşındırma ile işlenmiş olan mikro kör deliklerde işleme parametrelerine bağlı mikro delik iç yüzeylerindeki yapısal değişimler irdelenmiştir. Elde edilen veriler, elektriksel darbelerin oluşturduğu elektrostatik kuvvetlerin, malzeme kaldırma işleminde etkili olmadığını, ısıl etkilenmiş katman kalınlıklarının, işlem sırasında kullanılan enerji seviyesi ve darbe formlarına bağlı olarak değiştiğini, yüksek delme derinliklerinde, özellikle delik uç bölgesinde, işlem sırasında oluşan tanecik yığınlarının, işleme mekanizmasını değiştirerek, delik geometrisini ve yüzey iç yapısını değiştirdiğini göstermiştir. Ayrıca işlem sırasında düşük darbe enerjileri ve süreleri kullanılmasına karşın mikro çatlak oluşumuna rastlanmıştır.

Abstract:
Rapid development in micro-electro mechanics systems leads to increased demand for micro parts and structures in many industries, thus development of manufacturing techniques become an important aspect for the researchers. Micro electric discharge machining is a derived form of electric discharge machining, which is generally used to manufacture micro and miniature parts and components by using the conventional electric discharge machining principles. Actually main differences of micro electric discharge machining from conventional electric discharge machining are the type of pulse generator, the resolution of the axes movement and the size of the tool used. In micro electric discharge machining pulse generator produces small pulses within pulse duration of a few micro seconds to nano seconds. Thus, utilizes low discharge energies (~10-9-10-5J) to remove small volumes (~0.05-500?m ) of material. Consequently, producing small and micro parts is possible with the precious axes movement. The most important factor that makes micro electric discharge machining very important in micro machining is its? machining ability on any type of conductive and semi-conductive materials with high quality and accuracy irrespective of material hardness. Therefore, it is preferred especially for the machining of difficult to cut material that requires high efficiency and precision.In this thesis, structural alterations in wall surfaces of micro electric discharge machined blind micro holes with respect to operational parameters are investigated. The results have shown that the electrostatic force acting on the surface does not play a significant role in material removal process, thicknesses of heat affected layers are mainly varies with respect to the used pulse energy and pulse forms. Also at high aspect ratios, debris accumulations produced during machining alters micro-hole geometry and substrate microstructure by changing material removal mechanism. Moreover, formation of micro cracks were detected even using low discharge energies and pulse-on durations.