Eklemeli imalat yöntemleri ile üretilen mekanik elemanların statik ve dinamik davranışlarının incelenmesi
An investigation of static and dynamic behavior of mechanical components produced by additive manufacturing method
Yazar: EREN KOÇAK
Danışman: DOÇ. DR. TUNCAY KARAÇAY
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Katmanlı İmalat Yöntemi'nin (KİY) uygulamaları ve KİY üzerine gerçekleştirilen çalışmalar, KİY'nin geleneksel üretim yöntemlerine kıyasla daha esnek tasarım imkanı sağlamasından dolayı her geçen gün artmaktadır. KİY'nin bu özelliği, tasarım mühendislerinin karmaşık geometriye sahip ve hafif bileşenler tasarlamasına olanak tanıdığından, yakıt tüketiminin azalmasını, yük taşıma kapasitesinin artmasını ve daha uzun uçuş / nakliye menzili elde edilmesini sağlamaktadır. Bahsi geçen avantajları sebebiyle KİY, uzay ve havacılık ile otomotiv sanayileri için oldukça cazip olmaktadır. Yukarıda belirtilen avantajlarına rağmen, KİY'nin bazı dezavantajları da vardır. KİY kullanılarak üretilen mekanik parçalar, parçanın dinamik ve statik özelliklerinin değişmesine sebep olan artık gerilmelere, kendine özgü mikro yapısal özelliklere ve olası dahili kusurlara sahip olabilmektedir. KİY'de, özelliklerine ve uygulama alanlarına göre farklı tipte metalik malzemeler kullanılabilmektedir. 17-4 PH paslanmaz çelik, 315 °C'ye varan yüksek sıcaklıklarda, çok yüksek mukavemeti ve iyi korozyon direnci nedeniyle mühendislik uygulamalarında en çok tercih edilen metalik malzemelerinden biridir. Çalışma kapsamında, 17-4 PH paslanmaz çelik malzemeden, Seçici Lazer Eritme yöntemi ile argon agazı altında, dikey yönde çekme ve eğilmeli yorulma numuneleri üretilmiştir. Üretilen numunelere farklı tipte ısıl işlem uygulanarak ısıl işlemin statik ve dinamik davranışa olan etkisi incelenmiştir. Bu kapsamda, numunelerin oda sıcaklığında, darbe tahrik tekniği kullanılarak modal testleri gerçekleştirilmiştir. Daha sonra, oda sıcaklığında statik çekme testleri ve eğilmeli yorulma testleri icra edilmiştir. Testler tamamlandıktan sonra her bir numunenin içyapısı optik mikroskop ile incelenmiş ve sertlik değerleri elde edilmiştir. Elde edilen mekanik özellikler literatür ve eğilmeli yorulma özellikleri ise geleneksel yöntemle üretilmiş numunelerin verileri ile karşılaştırılmıştır.

Abstract:
The applications of Additive Manufacturing (AM) and studies on AM are increasing day by day due to the more flexible design opportunity of the AM compared to traditional production methods. Since this feature of the AM allows design engineers to design components with complex geometry and lightweight, it provides a decrease in fuel consumption, an increase in load carrying capacity and a longer flight / transport range. Due to the mentioned advantages, AM is very attractive for aerospace, aviation and automotive industries. Despite the advantages mentioned above, the AM also has some disadvantages. Mechanical parts produced using AM may have residual stresses, unique microstructural properties and possible internal defects that cause the dynamic and static properties of the part to change. Different types of metallic materials can be used in AM according to their properties and application areas. 17-4 PH stainless steel is one of the most preferred metallic materials in engineering applications due to its very high strength and good corrosion resistance at high temperatures up to 315 ° C. Within the scope of the study, vertical tensile and bending fatigue samples were produced from 17-4 PH stainless steel material under argon atmosphere using Selective Laser Melting (SLM) method. Different types of heat treatment were applied to the samples and the effect of heat treatment on static and dynamic behavior was examined. In this context, modal tests of the samples were carried out at room temperature using the impact technique. Then, static tensile tests and bending fatigue tests were performed at room temperature. After the tests were completed, the internal structure of each sample were examined by optical microscope, and hardness values were obtained.