Seçici lazer sinterleme ile üretilen desteksiz yapıların geometrik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of the geometric properties of unsupported structures produced by selective laser sintering
Yazar: MEVLANA CELALETTİN KAPLAN
Danışman: PROF. DR. MİRİGÜL ALTAN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / İmal Usulleri Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Modern üretim sistemleri = Modern production systems

Özet:
Eklemeli imalat; geleneksel yöntemler ile imalatı zor olan karmaşık geometriye sahip parçaların üretilebilmesi, kişiselleştirilmiş ve esnek üretime imkân sunulması, hammaddenin en etkin ve verimli bir şekilde kullanılabilmesi, prototip üretimi ve ürün tasarımı çalışmaları için düşük maliyetli çözümler sunması vb. avantajlara sahip olması nedeniyle günümüzde birçok sektörde kullanılmaktadır. Eklemeli imalat yöntemlerinden ticari olarak en yaygın olarak kullanılanlardan  birisi seçici lazer  sinterleme  yöntemleridir. Seçici  lazer  sinterlemede  lazer  gücü,  tarama stratejisi, tarama hızı gibi üretim parametreleri ve üretilecek parçadaki boşluk, eğimli yüzey, çıkıntı gibi geometrik yapılar kritik öneme sahiptir.
Numune üzerinde bulunan çıkıntı yapılar destek yapı eklenerek üretilmekte, bu da zaman, maliyet, işçilik gibi ekstra  maliyetler ortaya çıkarmaktadır. Aynı zamanda temizleme esnasında parçada mikro çatlak ve kırılma gibi deformasyonlara  sebep olmaktadır. Destek yapı kullanılmadan gerçekleştirilen çıkıntı yapı üretiminde ise tozun absorbe ettiği enerji miktarı arttığından ergime havuzu genişlemekte ve geometrik sapmalar meydana gelmektedir. 
Bu çalışmada AlSi10Mg alaşımı kullanılarak destek kullanılmadan üretilen çıkıntı yapılardaki meydana gelen geometrik sapmaların incelenmesi amacıyla deneysel üretimler gerçekleştirilmiştir. Farklı tarama stratejisi, çıkıntı uzunluğu ve çıkıntı yüksekliğinde üretilen numunelerin taramalı elektron mikroskobu ile görüntüsü alınarak meydana gelen geometrik sapma incelenmiştir. Ayrıca geometrik sapma nedeniyle  numunede  meydana gelen  ağırlık,  hacim,  yoğunluk  ve  porozitedeki değişimler incelenmiştir. İlave olarak çıkıntı yapının içerisinde boşluk oluşturularak çıkıntı hafifletilmiş ve ağırlığın geometrik sapma üzerindeki etkisi araştırılmıştır. 
Elde  edilen  sonuçlara  göre, 0⁰-45⁰-90⁰ tarama  stratejisinde geometrik  sapma miktarının daha düşük olduğu anlaşılmıştır. Diğer yandan çıkıntı uzunluğunun artması ile geometrik sapma miktarının arttığı anlaşılmıştır. Çıkıntı yüksekliğinin artması çıkıntı yüzeyi ile tabla arasında mesafenin azaldığı ve bunun da geometrik sapmayı  azalttığı  ortaya  çıkmıştır. Ayrıca çıkıntı  kısımda  boşluk  oluşturularak ağırlığının  azaltılmasının  geometrik  sapmaya  birincil  derece  etki  etmediği anlaşılmıştır.

Abstract:
Additive  manufacturing technology is  capable of  producing  parts with  complex geometry  that  is  difficult  to  manufacture  with  traditional  methods,  providing personalized  and  flexible  production,  using  the  raw  material  in  the  most  effective and  efficient  way,  providing  low-cost  solutions  for  prototype  production  and product design studies, etc. Due to its advantages, it is used in many sectors today. Selective  laser  sintering  is  one  of  the  most  widely  used  additive  manufacturing methods commercially. In selective laser sintering, production parameters such as laser  power,scanning  strategy,  scanning  speed  and  geometric  structures  such  as cavity, curved surface and overhangs in the part to be produced are critical.
The overhang structures on the sample are produced by adding support structure, which creates extra costs such as time, material and labor. At the same time, it causes deformations such as micro cracks and fractures in the part during cleaning. In the production  of overhang structures  without  the  use  of  support  structures,  as  the amount of energy absorbed by the powder increases, the melting pool expands and geometric deviations occur.
In this study, experimental productions were carried out to examine the geometric deviations in the overhang structures produced using AlSi10Mg alloy without using supports. The geometric deviation that occurred was examined by taking the images of  the  samples  produced  with  scanning  the  difference  strategy,  protrusion  length and  protrusion  height  with  scanning  electron  microscopy.  In  addition, changes  in weight, volume, density and porosity in the sample due to geometric deviation were investigated.  In  addition,  by  creating  a  space  inside  the overhang structure,  the overhang is  lightened  and  the  effect  of  weight  on  geometric  deviation  has  been investigated.
According  to  the  results,  it is  understood  that  the  geometric  deviation  amount  is lower in 0⁰-45⁰-90⁰ scanning strategy. Besides, it has been found that the geometric deviation increases with the increase in the length of the overhang. It has been found that  the  increase  in  the overhang height  decreases  the  distance  between  the overhang surface  and  the  table,  and  this  decreases  the  geometric  deviation.  In addition, it has been understood that reducing the weight by creating  a gap in the overhang part does not have a primary effect on the geometric deviation.