Ti6Al4V malzemeden üretilen kesici takımların farklı kaplamalar altında kemik delme ve aşınma performansının araştırılması
Investigation of bone drilling and abrasion performance of cutting tools made of Ti6Al4V material under different coatings
Yazar: EKREM OLÇAY
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ LOKMAN YÜNLÜ
Burdur Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Ti6Al4V malzemeler ortopedi sektöründe tercih edilmektedir. Bu çalışmamızda kullanılan takımlardaki ömür, performans, dayanım özelliklerinin kaplamalı olarak kullanılan takımların ömür, performans ve dayanım özellikleri arasındaki ilişki araştırılmıştır. Kemikte doku ölümü ile sonuçlanan telafisi olmayan hasarlar meydana getirmektedir. Bu faktörleri azaltarak kesici takım ömründe artışlar elde edebilmek için bazı metodlar uygulanabilir. Bunlardan birisi malzeme yüzeyine veya kesici takım ile malzemenin temas bölgesine soğutma sıvısı nüfus ettirilebilir. Böylece sürtünme ve sıcaklık kaynaklı takım aşınması ve kemik dokusundaki hasarların önüne geçilebilir. Diğer bir yol ise; kesici takımlardaki aşınma miktarının azaltılması amacıyla çeşitli kaplama teknikleri ile kaplanması ve işleme performansının artması sağlanabilmektedir. Bu çalışmada Titanyum malzemeden üretilen saf dental matkap uçları kemik testlerinde kullanılarak delme performansının ortaya çıkarılması amaçlanmıştır. Bununla birlikte Ti6Al4V malzemeden üretilen takımların çeşitli kaplama yöntemleri kullanılarak (DLC, TiN) kaplanmış takımlarla tekrar kemik doku üzerinde delme testleri yapılmış ve aşınma ve delme performansları karşılaştırılmıştır. Bu çalışmada aşınma miktarları ve türlerinin SEM görüntüleri alınarak detaylı bir şekilde görüntüler üzerinde değerlendirme yapılmıştır. Bununla birlikte sektörde hala implant amaçlı üretilen takımların çok spesifik takımlar olması ve takım ömründen çok işlenebilirlik etkisi üzerinde durulmasından dolayı takım ömrünü arttırıcı ve maliyeti azaltıcı kaplama teknikleri göz ardı edilmiştir. Bu çalışmayla sektöre bilgi sağlayıcı deneysel çalışmalarla destek verilmesi amaçlanmıştır.

Abstract:
Ti6Al4V materials are preferred in the orthopedic sector. In this study, the relationship between the lifespan, performance, and durability characteristics of the used cutting tools and the coated tools was investigated. In orthopedic, medical, and dental fields, factors such as heat generation, corrosion, and wear arise during the processing of bone tissue with cutting tools. These results can lead to irreversible damage resulting in tissue necrosis. To increase the lifespan of cutting tools by reducing these factors, various methods can be applied. One of these methods involves the infusion of coolant into the material surface or the contact area between the cutting tool and the material. This helps prevent tool wear caused by friction and temperature, as well as damage to the bone tissue. Another approach is to reduce the amount of wear on cutting tools by applying various coating techniques, thereby improving processing performance. In this study, pure titanium dental drill bits were used in bone tests to evaluate drilling performance. Additionally, Ti6Al4V tools were coated using different coating methods (DLC, TiN), and drilling tests were conducted on bone tissue to compare wear and drilling performance. Detailed evaluations were made by obtaining SEM images of wear types and quantities. Furthermore, due to the highly specific nature of tools produced for implant purposes in the industry, the focus has been on workability rather than tool lifespan. As a result, coating techniques that could increase tool lifespan and reduce costs have been overlooked. The aim of this study is to provide industry support through informative experimental research.