Toz yatağı katmanlı imalat prosesinde yüzey dokusu ve form karakterizasyonu
Toz yatağı katmanlı imalat prosesinde yüzey dokusu ve form karakterizasyonu
Yazar: Poyraz, Özgür; Solakoğlu, Ezgi Uğur; Ören, Soner; Tüzemen, Cansinem; Akbulut, Güray
Dergi: Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, Vol. 34 No. 3, 2018
Anahtar kelimeler: Engineering ; Mühendislik ; Toz yatağı katmanlı imalat,eklemeli imalat,yüzey dokusu karakterizasyonu ; Powder bed fusion,additive manufacturing,surface texture characterization

Toz yatağında lazer katmanlı (eklemeli) imalat sonrası elde edilen yüzeykalitesi, parçaların, boyutsal doğruluğu ve herhangi bir yüzey işlemiolmaksızın kullanımını sınırlandıran etkenlerden biridir. Bu durumun temelsebebi prosesin doğası gereği ortaya çıkan ve diğer katmanlı imalatproseslerinde de görülen merdiven etkisidir. Merdiven etkisi görülen birkomponent yüzeyindeki geometrik ve form hataları montaj edilebilirlik, akışperformans düşüşü ve yorulma başta olmak üzere çok sayıda riski beraberinde getirmektedir.Merdiven etkisinin engellenmesi için katmanlı imalat proses parametrelerioptimizasyonu, ikincil işlemler ile yüzey temizleme ve/veya proses modellemeuygulanabilir. Bunlar arasından ikincil işlemler, ek zaman ve maliyet ortayaçıkardığı için daha az tercih edilmektedir. Proses modellemede ise, literatürdekullanılan geometrik modellerin sadece katman kalınlığını dikkate alması,farklı malzeme ve proses parametreleri için yakınsama oranlarını yetersizkılmaktadır. Bunlara ek olarak parametre optimizasyonu tek bir parçaya yönelikolduğunda, farklı geometrik unsurların etkileri görülememektedir. Bu çalışmadasırası ile düz, açılı ve farklı yuvarlatma yarıçaplarına sahip yenilikçi numunegeometrileri tasarlanmış ve Inconel 625 malzemeden toz yatağında lazer katmanlıimalat ile üretilmiştir. Üretilen numuneler üzerinde yüzey dokusu ve formkarakterizasyon incelemeleri gerçekleştirilmiştir. Farklı unsur ve ölçüler içinelde edilen sonuçlar sunularak, geometrik özelliklere bağlı yüzey kalitesi veform değişim eğilimleri elde edilmiş, parametrelerin etkileri tartışılmıştır.

The surface quality obtained after laser powder bedadditive manufacturing is one of the factors that limits the use of partwithout any surface treatment. The main reason of this situation is the staireffect form as a result of the layered nature of the process. Geometric and form errors on a component surface with a stair effectbring numerous risks, especially in terms of assembly operations, flow performanceand fatigue resistance decrease. To prevent the stair effect and surfaceirregularities, parameter optimization, post processes and/or process modelingcan be studied. Among these, post processes are less preferred because theyresult in additional time and cost. In the process modeling, the geometricmodels used in the literature only take into account the thickness of thelayer, making the convergence rates for different material and processparameters inadequate. In addition, when the parameter optimization is directedfor a single part, the effects of different geometrical elements cannot beseen. In this study, innovative test artifacts with flat, angled and curvedfaces were designed and produced with laser powder bed additive manufacturingof Inconel 625 material. Surface texture and form characterization studies wereperformed on the artifacts. By presenting the results obtained for different featuresand dimensions, surface texture and form change trends due to geometricproperties were obtained and the effects of the parameters were discussed