AlSi10Mg alaşımının seçici lazer ergitme yöntemiyle üretilmesinde üretim parametrelerinin malzeme özelliklerine etkisi
The effect of production of AlSi10Mg alloy by selective laser melting on production parameters and material properties
Yazar: ARİF LÜTFİ ÖZSOY
Danışman: DOÇ. DR. ÇAĞRI VAKKAS YILDIRIM
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Sivil Havacılık Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Sivil Havacılık = Civil Aviation
Dizin: Ergitme = Smelting ; Mekanik özellikler = Mechanical properties ; Üretim yöntemleri = Production methods

Özet:
Eklemeli imalat, metal tozlarının katman katman eritilerek birleştirilmesi prensibiyle çalışan bir imalat yöntemidir. Eklemeli imalatın birçok alt yöntemi bulunmaktadır. Bu çalışmada, AlSi10Mg alaşımı Seçici Lazer Ergitme (SLE) yöntemi ile üretilmiştir. Üretim parametrelerinin yüzey kalitesi ve mekanik özellikleri üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Deneylerin tasarımında iki farklı deney seti kullanılmıştır. Birinci deney setinde, iki farklı tarama stratejisi ve dört farklı tarama açısının giriş parametresi olarak kullanıldığı sekiz numune üretilmiştir. İkinci deney setinde ise dört farklı lazer gücü, dört farklı tarama mesafesi, dört farklı lazer çapı ve dört farklı tarama hızı girdi parametresi olarak kullanılmıştır. İkinci deney setinde maliyet ve zamandan tasarruf etmek için Taguchi L16 dikey dizini kullanılarak 16 adet numune üretilmiştir. Optimum üretim parametrelerini belirlemede sinyal/gürültü oranı ve ANOVA analizi uygulanmıştır. Birinci grup deneyler analiz edildiğinde, tarama açısının sonuçlar üzerinde değişken etkiye sahip olduğu görülürken tarama stratejisinde ısland tarama stratejisinin daha baskın olduğu tespit edilmiştir. İkinci grup deney tasarımına ait numuneler analiz edildiğinde yüzey pürüzlülüğü, akma dayanımı ve çekme dayanımında en etkili parametre lazer gücü olurken mikrosertlikte ise en etkili parametrenin tarama hızı olduğu gözlemlenmiştir. Ayrıca, gelecek çalışmalara yol göstermesi açısından her iki deney setinde de regresyon analizi aracılığıyla tahmin modelleri oluşturulmuştur.

Anahtar Kelimeler: Eklemeli imalat, Seçici lazer ergitme, AlSi10Mg, Yüzey kalitesi, Mekanik özellikler

Abstract:
Additive manufacturing is a manufacturing method that works with the principle of combining metal powders by melting layer by layer. There are many sub-methods of additive manufacturing. In this study, AlSi10Mg alloy was produced by Selective Laser Melting (SLM) method. The effects of production parameters on surface quality and mechanical properties were investigated. Two different experimental sets were used in the design of the experiments. In the first set of experiments, eight samples were produced using two different scanning strategies and four different scanning angles as input parameters. In the second set of experiments, four different laser powers, four different scanning distances, four different laser diameters and four different scanning speeds were used as input parameters. In order to save cost and time in the second set of experiments, 16 samples were produced using the Taguchi L16 vertical array. Signal/noise ratio and ANOVA analysis were applied to determine the optimum production parameters. When the first group of experiments were analyzed, it was found that the scanning angle had a variable effect on the results, while the island scanning strategy was more dominant in the scanning strategy. When the samples of the second group experimental design were analyzed, it was observed that the most effective parameter in surface roughness, yield strength and tensile strength was laser power, while scanning speed was the most effective parameter in microhardness. In addition, estimation models were created by means of regression analysis in both sets of experiments in order to guide future studies.

Keywords: Additive Manufacturing, Selective Laser Melting, Alsi10mg, Surface Quality, Mechanical Properties