Üç boyutlu metal yazıcı teknolojisi ile üretilen metal dişlilerin geleneksel imalat yöntemiyle üretilenler yerine kullanılabilirliğinin deneysel olarak incelenmesi
Experimental investigation of the usability of metal gears produced by three-dimensional metal printing technology instead of produced by the traditional manufacturing method
Yazar: TUĞÇE TEZEL
Danışman: PROF. DR. EYÜP SABRİ TOPAL
Akdeniz Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2019
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Diş aşınması = Tooth abrasion ; Düz dişli = Spur gear ; Üç boyutlu yazıcı = Three dimensional printer

Özet:
Eklemeli imalat teknolojilerinin temel prensibi, üç boyutlu bilgisayar destekli tasarım sistemi kullanılarak üretilen modelin, ürün planlamasına ihtiyaç duyulmaksızın doğrudan üretilebilmesidir. Geleneksel yöntemlerden oldukça farklı olan bu teknoloji, üretimin katman katman yapılarak malzeme israfının da önüne geçilmesini sağlar.
Bu çalışmada benzer özelliklere sahip alüminyum alaşımı, titanyum alaşımı, çelik ve paslanmaz çelik malzemelerden üretilen çeşitli mikro modüllü metal dişliler, hem eklemeli üretim yöntemiyle hem de geleneksel üretim yöntemiyle üretilerek özdeş test süreçlerinden geçirilmiş, karşılaştırmalı olarak mekanik davranışları incelenmiştir. Eklemeli imalat ile üretilen dişlilerin yoğunluk ve sertliklerinin geleneksel yöntemlerle üretilenlere oldukça yakın olduğu ancak yüzey özelliklerinin farklı olduğu tespit edilmiştir. Bu sebeple aynı çalışma koşullarında meydana gelen hasar tipleri farklılık göstermektedir. Ayrıca üretim tekniğine bağlı olarak, mikro modüllü dişlilerde hasar oluşumu ve gelişimi makro boyuttaki dişlilerden farklıdır. Test edilen eklemeli imalat ürünü tüm dişlilerin verimi, geleneksel yöntemle üretilenlerle hemen aynı ya da yüksek olduğundan, eklemeli imalat ile üretilen dişlilerin geleneksel yöntemlerle üretilen aynı malzemeden dişlilerin yerini alabileceği sonucuna ulaşılmıştır.

Abstract:
The basic principle of additive manufacturing technology is that the model can be fabricated directly via computer-aided design system without needing product planning. This technology is quite different from the traditional methods and allows the production to be prevented wasting material.
This study features 420 steel,316L steel, Ti6Al4V, AlSi10Mg gears produced using both additive and traditional manufacturing. They were subjected to identical test processes and compared to one another. The effect of rotational speed, torque, production technique, and post-production surface treatment was investigated. The researchers performed wear loss, efficiency analysis, oil analysis, damage analysis, optical, and scanning microscope surface analysis. It was revealed that the density and hardness of the gears produced by additive manufacturing were quite close to those produced by conventional methods, however the surface properties were different. Therefore, the types of damage that occur under the same operating conditions differ. Since the efficiency of all the gears tested is wither almost identical or higher than those produced by the conventional method, we concluded that the gears produced using additive manufacturing could replace gears produced by conventional means.