Lazerle metal toz ergitme (SLM) prosesi sonrası proses parametrelerinin yüzey kalitesine olan etkisinin incelenmesi
Examination of the effect of the process parameters on surface quality after direct metal laser sintering (SLM)
Yazar: EZGİ UĞUR SOLAKOĞLU
Danışman: DOÇ. DR. MELİH CEMAL KUŞHAN ; ÖĞR. GÖR. SELİM GÜRGEN
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Konstrüksiyon ve İmalat Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Katmanlı imalat teknolojisi, parçaların katman katman üretildiği bir imalat yöntemidir. Karmaşık parçaların katmanlı imalat ile geleneksel yöntemlere göre daha hızlı ve daha az sarf malzeme kullanılarak üretilebilmesi, montajlanarak bir araya getirilen parçaların tek parça halinde üretilebilmesine olanak sağlaması, özellikle prototip uygulamalarında ürünün hızlıca elde edilebilmesi için ek fikstür, kesici uç gibi gereklilikler olmadan üretime olanak sağlaması gibi nedenlerle tüm dünyada yakından takip edilmektedir. Üretim sonrası parçaların yüzey kalitesi, geleneksel imalat yöntemlerine göre daha düşük olduğundan, genellikle imalat sonrasında yüzey iyileştirme için ikincil işlemler uygulanmaktadır. Parça imalatı için kullanılan üretim proses parametreleri ve parçanın eğim açısı yüzey kalitesini etkilemektedir.

Medikal veya havacılık gibi uygulamalarda parçanın yüzey pürüzlülüğü kontrolü çok kritiktir ve periyodik yükleme koşulları altında veya aşındırıcı ortamlarda çalışan parçaların performansına etkisi büyüktür. Hazırlanan bu tez kapsamında lazerle metal toz ergitme prosesinde kullanılan farklı proses parametrelerinin yüzey kalitesine olan etkisi incelenmiştir. Bu amaçla proses parametrelerinden lazer gücü, lazer tarama hızı ve katman kalınlığı kombinasyonu kullanılarak numuneler üretilmiş ve yüzey kalitesi ölçümleri yapılmıştır. Yüzey kalitesi ölçümleri için dokunmatik ve optik ölçüm sistemleri kullanılmıştır. Parça malzemesi olarak Inconel-718 tozu kullanılmıştır.

Yapılan çalışmanın sonucunda, sabit katman kalınlığı ve lazer tarama hızında, lazer gücü arttıkça yüzey kalitesinin iyileştiği; sabit katman kalınlığı ve lazer gücünde, lazer tarama hızı arttıkça yüzey kalitesinin kötüleştiği; sabit lazer gücü ve lazer tarama hızında, katman kalınlığı arttıkça yüzey kalitesinin kötüleştiği sonucuna varılmıştır. Ayrıca seçilen proses parametreleri ile artan yüzeysel enerji yoğunluğunun, yüzey kalitesini iyileştirdiği görülmüştür. Katmanlı imalatla üretilen parçaların yüzey kalitesi ölçümleri için optik profil ölçerlerin daha uygun olduğu belirlenmiştir.

Abstract:
Additive manufacturing (AM) technology is a production method that parts are manufactured layer by layer. AM technology is followed up by whole world closely, because complex parts could be produced with AM by using less consumable and faster, it provides an opportunity that assembly parts could be manufactured as a single part and also there is no need any fixture or insert. Although surface quality (SQ) of the parts is higher than traditional methods, secondary surface treatments are applied to the part for getting better SQ. Furthermore process parameters used for production and inclination angle of the part affect the SQ.

Surface roughness has a huge effect to the performance of the parts which work under periodic loads or abrasive environment. The effects of different process parameters (laser power, scanning speed, layer thickness) used in direct metal laser sintering process to the SQ are examined within the scope of this thesis. For this purpose, samples were manufactured with Inconel-718 powder and measured with tactile and optical systems.

In conclusion, at fixed layer thickness and scanning speed, the SQ is getting better while laser power is increased; at fixed layer thickness and laser power, the SQ is getting worse while scanning speed is increased; at fixed laser powder and scanning speed, the SQ is getting worse while layer thickness is increased. Furthermore, it was concluded that if the surface energy density increases, the SQ is improved. Moreover it was determined that optical method is more appropriate than tactile for the SQ.