Tİ6AL4V alaşımının seçici lazer ergitme yöntemi ile üretilmesinde belirli üretim parametrelerinin malzeme özelliklerine etkisi
The effect of specific production parameters on material properties in the production of Tİ6AL4V alloy by selective laser melting method
Yazar: DİLARA SELMA AYDIN
Danışman: DOÇ. DR. ÇAĞRI VAKKAS YILDIRIM
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Sivil Havacılık Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Sivil Havacılık = Civil Aviation
Dizin: Ergitme = Smelting ; Mikrosertlik = Microhardness ; Taguchi yöntemi = Taguchi method ; Üretim yöntemleri = Production methods

Özet:
Eklemeli imalat yöntemi, bilgisayar kontrolü yardımıyla üç boyutlu katı model verilerini kullanan modern bir imalat yöntemidir. Üretimde malzeme katman katman eklenerek nihai şeklin oluşturulması temel hedeftir. Eklemeli imalat kendi içerisinde birçok alt yöntemden oluşmaktadır. Bu yöntemleri malzeme tipi, parça boyutları, kullanım amacı, çalışma prensibi, hassasiyet, üretim sayısı ve hızı gibi birçok kritere bağlıdır. Eklemeli imalat yöntemlerinden biri olan seçici lazer ergitme (SLM), sıklıkla tercih edilen bir yöntemdir. Ancak, bu süreci doğrudan ve dolaylı parametreler dahil olmak üzere birçok faktör etkilemektedir. Bu nedenle, üretim kalitesinin arttırılması için optimum üretim parametrelerinin elde edilmesi oldukça önem arz etmektedir. Bu çalışmada, Ti6Al4V alaşımının dört farklı üretim parametresi ve seviyelerinin mekanik özellikler ve yüzey kalitesi üzerindeki etkisinin incelenmiştir. Deney tasarımı, Taguchi L16 dikey dizini kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Proses parametrelerinin sonuç üzerindeki etkisini göstermek için ANOVA analizi ve gelecekte yapılacak benzer araştırmaları desteklemek için regresyon analizi yapılmıştır. Deney sonuçlarının analiziyle birlikte optimum çekme dayanım değerine 75 µm lazer odak çapı, 60 µm tarama mesafesi, 300 mm/s tarama hızı ve 230 W lazer gücü; elastisite modülü değerine 80 μm lazer odak çapı, 60 μm tarama mesafesi, 450 mm/s tarama hızı ve 250 W lazer gücü; uzama miktarı değerine 90 µm lazer odak çapı, 150 µm tarama mesafesi, 450 mm/s tarama hızı ve 230 W lazer gücü; ortalama yüzey pürüzlülük değerine 75 µm lazer odak çapı, 60 µm tarama mesafesi, 150 mm/s tarama hızı ve 250 W lazer gücü kombinasyonları kullanılarak elde edilmiştir.

Anahtar Kelimeler: Eklemeli imalat, Mikrosertlik, Seçici lazer ergitme, Ti6Al4V, Taguchi metodu, Yüzey kalitesi

Abstract:
Additive manufacturing is a modern manufacturing method that uses three-dimensional solid model data with the help of computer control. The main goal is to create the final shape by adding material layer by layer in production. Additive manufacturing consists of many sub-methods in itself. These methods depend on many criteria such as material type, part dimensions, purpose of use, working principle, precision, number of production and speed. Selective laser melting (SLM), one of the additive manufacturing methods, is a frequently preferred method. However, many factors affect this process, including direct and indirect parameters. For this reason, it is very important to obtain optimum production parameters in order to increase the production quality. In this study, the effects of four different production parameters and levels of Ti6Al4V alloy on mechanical properties and surface quality were investigated. Experimental design was carried out using the Taguchi L16 vertical array. ANOVA analysis was performed to show the effect of process parameters on the outcome and regression analysis to support similar research in the future. With the analysis of the test results, the optimum tensile strength value is 75 µm laser focal diameter, 60 µm scanning distance, 300 mm/s scanning speed and 230 W laser power; to modulus of elasticity value of 80 μm laser focal diameter, 60 μm scanning distance, 450 mm/s scanning speed and 250 W laser power; 90 µm laser focal diameter, 150 µm scanning distance, 450 mm/s scanning speed and 230 W laser power; The average surface roughness value was obtained using a combination of 75 µm laser focal diameter, 60 µm scanning distance, 150 mm/s scanning speed and 250 W laser power.

Keywords: Additive manufacturing, Microhardness, Selective laser melting, Surface  quality, Ti6Al4V, Taguchi method