Co-Cr alaşımının eklemeli imalat ve basınç destekli sinterleme ile üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of Co-Cr alloy by additive manufacturing and pressure-assisted sintering
Yazar: MERTCAN KIRAÇ
Danışman: DOÇ. DR. RIDVAN YAMANOĞLU ; DR. ÖĞR. ÜYESİ GÖKHAN ÖZER
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Co-Cr alaşımları yüksek mekanik özellikleri, üstün korozyon dirençleri ve mükemmel biyouyumlulukları sayesinde biyomedikal alanda özellikle dental uygulamalarda tercih edilmektedir. Biyomedikal alanda kullanılan Co-Cr alaşımları genellikle döküm, dövme ve toz metalurji yöntemleri ile üretilmektedir. Bu çalışmada yüksek spesifik mukavemete sahip ve nihai şekle yakın parça üretimine olanak sağlayan toz metalurjik yöntemlerden olan kıvılcım plazma sinterleme (SPS), seçici lazer ergitme (SLM) ve sıcak pres (HP) ile Co-Cr alaşımlarının üretimi gerçekleştirilmiştir. 3 farklı üretim yöntemiyle üretilen Co-Cr alaşımlarının dental uygulamalarda kullanılabilirliğinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu kapsamda Co-Cr alaşımlarının mikroyapısal karakterizasyonu optik ve taramalı elektron mikroskop (SEM) cihazlarında analiz edilmiştir. Diğer yandan sertlik, eğme ve aşınma gibi mekanik testler gerçekleştirilerek mukavemet özellikler incelenmiştir. Ayrıca simüle edilmiş %0,9 NaCl solüsyonunda korozyon testi gerçekleştirilerek Co-Cr alaşımlarının korozif ortamdaki davranışları belirlenmiştir. Özellikle dental uygulamalarda yaygın kullanılan Co-Cr alaşımlarının antibakteriyel özellikleri incelenerek biyouyumlulukları ortaya konmuştur. Elde edilen sonuçlar incelendiğinde üstün biyouyumlulukları nedeniyle 3 farklı üretim yönteminde de benzer antibakteriyel özellikler sergilenmiştir. Diğer yandan en yüksek yoğunluk değeri SLM yöntemi ile üretilmiş Co-Cr alaşımında ölçülmüştür. Bununla beraber Co-Cr SLM alaşımı diğer yöntemlerle üretilen numunelere göre daha üstün mekanik özellikler sergilemiştir. Bu sebeple biyomedikal uygulamalarda SLM yönteminin daha yüksek kullanım potansiyeline sahip olduğu sonucuna varılmıştır. 
Anahtar Kelimeler: Biyomedikal, Eklemeli İmalat, Kıvılcım Plazma Sinterleme (SPS), Seçici Lazer Ergitme (SLM), Sıcak Pres (HP), Karakterizasyon

Abstract:
Co-Cr alloys are preffered in the biomedical field due to high mechanical properties, superior corrosion resistance and excellent biocompatibility especially dental applications, Co-Cr alloys used in the biomedical applications that are produced by casting, forging and powder metallurgy methods. In this study, Co-Cr alloys were manufactured by spark plasma sintering (SPS), selective laser melting (SLM) and hot press (HP), which are powder metallurgical methods the production of parts with high specific strength and final shape. It was aimed to determine the usability of Co-Cr alloys produced with 3 different production methods in dental applications. In this context, the microstructural characterization of Co-Cr alloys was analyzed in optical and scanning electron microscope (SEM). On the other hand, mechanical tests such as hardness, bending and wear test were carried out. In addition, the behavior of Co-Cr alloys in the corrosive environment was determined by performing the corrosion test in a simulated 0.9% NaCl solution. Antibacterial properties of Co-Cr alloys which are used especially in dental applications were examined and revealed biocompatibility. As the results obtained were examined, similar antibacterial properties were demonstrated in 3 different production methods due to their superior biocompatibility. On the other hand, the highest density value was measured in Co-Cr alloy produced by SLM method and thefore exhibited superior mechanical properties compared to the samples produced by other methods. For this reason, it was concluded that the SLM method has a higher potential for use in biomedical applications.
Keywords: Biomedical, Additive Manufacturing, Spark Plasma Sintering (SPS), Selective Laser Melting (SLM), Hot Press (HP), Characterization