Metal tozlarının lazer ile birleştirilerek katmanlı parça üretimi
Layer parts production by combining metal powders with laser
Yazar: KAAN TURAN
Danışman: DOÇ. DR. ERHAN AKMAN
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektro-Optik Sistem Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Üretim yöntemlerinin Endüstri 4.0'a hazırlandığı günümüzde otomasyon teknolojilerinde de önemli gelişmelerin olduğu gözlenmektedir. Bunlarda en önemlilerinden biride üzerinde yoğun proje çalışmalarının gerçekleştirildiği 3D
yazıcılardır. 3D yazıcılar (katmanlı imalat) birçok alanda hızlı bir şekilde hayatımıza girmiştir. Katmanlı imalat (Additive Manufacturing) yöntemleri yapılan tasarımlara üretim sınırlaması getirmeden ve tüm malzeme türleri ile çalışma imkânı sağlayan, talaşlı imalat yöntemlerine göre büyük avantaj sağlayan bir yöntem olarak karşımıza
çıkmaktadır. Katmanlı imalata yönelik birçok uygulama bulunmakla birlikte, bu uygulamalar, yöntemine ve malzemelerine göre sınıflandırılmaktadır. Bu sistemlerde; toz içerisinde tasarımın bir kesiti lazer ile eritilir ve üzerine yeni bir katman toz ilave edilerek sıradaki katman eritilerek eklenir. Katmanlı imalat yöntemleri, geleneksel yöntemler ile oldukça zor imal edilebilecek geometrileri işleme imkânı tanımaktadır. Bilgisayar ortamında modellenen hemen her türlü şekil, katmanlar halinde dökülerek/işlenerek üretilebilmektedir. Özellikle görülen yüzeylerin altında havalandırma/soğutma kanalları, destek yapıları gibi ancak özel döküm veya çok hassas metal kaldırma işlemleri gerektiren yapılar, katmanlar halinde dökülebilmektedir. Katmanlı imalat teknolojileri, klasik imalat yöntemlerine göre çok fazla kısıt içermemesi, özellikle prototip uygulamalarda çok hızlı çözüm
sağlaması gibi birçok avantaja sahiptir. Bu çalışmada 50W fiber lazerin dahil edildiği Kobalt-Krom alaşımı metal tozları ile katmanlı imalat yapılabilecek sistemin tasarımı ve üretimi gerçekleştirilmiştir. Yapılan çalışmada sisteme dahil edilen lazerin ve sistem parametrelerinin katmanlı üretim yöntemi üzerindeki etkileri belirlenmiştir. Yapılan bu tez çalışmasında birçok endüstri alanında kullanılabilecek katmanlı üretim tekniğinin düşük güçlü fiber
lazerler ile yapılabileceği ve yüksek güçlü lazerin ürettiği malzeme standardında malzeme üretilebileceği incelenmiştir. Yapılan bu tez çalışmasında birçok endüstri alanında kullanılabilecek katmanlı üretim tekniğinin düşük güçlü fiber lazerler ile yapılabileceği ve yüksek güçlü lazerin ürettiği malzeme standardında malzeme üretilebileceği incelenmiştir.

Anahtar Kelimeler: 3D Metal Yazıcı, Katmanlı Üretim, Katmanlı İmalat Tekniği.

Abstract:
With the Industry 4.0, technological innovations have been introduced in the manufacturing processes in industry. Many of the printers have been entered into our lives in a lot of areas. The application application aimed at layered manufacturing is listed here, according to the method and materials thereof. In these systems; a section of the design in the powder is melted with laser and a new layer above. The layered manufacturing types recognize the technology of processing geometries that can be produced with traditional enterprises rather difficult. Almost all kinds of shapes modeled in computer environment, can be produced by pouring / processing in layers. It can be poured into layers in areas where sensitive metals are present, such as support structures, but in areas where special metals are present. Layered manufacturing technologies have the advantage of not having too many constraints according to classical manufacturing methods and providing very fast solutions in prototype applications.
In this study, 50W fiber laser is incorporated with different types of metal powders (Nickel, Cobalt) with a system for layered manufacturing. In addition, 200W CO2 laser with Al2O3 and polymer powders were produced by the machine which is designed and designed. In this thesis, it has been investigated that the multilayered production technique
can be used with low power fiber lasers which can be used in many industrial fields and it is possible to produce material standard material produced by high power laser.

Keywords: 3D Metal Printer, Layered Manufacturing, Manufacturing Method.