Akımsız nikel kaplanmış mikro kafes yapıların mekanik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of mechanical properties of electroless nickel plated micro-lattice structures
Yazar: Gümrük, Recep; Uşun, Altuğ
Dergi: Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, Vol. 35 No. 4, 2019
Anahtar kelimeler: Engineering ; Mühendislik ; Electroless Nickel Coating,Selective Laser Melting,Micro Lattice Structures,Inverse Finite Element Analysis,Nano-indentation ; Akımsız Nikel Kaplama,Seçici Lazer Ergitme,Mikro Kafes Yapılar,Tersine Sonlu Elemanlar,Nano-indentasyon

Bu çalışmada, akımsıznikel ile kaplanan mikro kafes yapıların mekanik özellikleri hem deneysel hemde sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak parametrik olarak çalışılmıştır.Kullanılan mikro kafes yapılar seçici lazer ergitme (SLM) yöntemi ile yaklaşık200µm çapında mikro tellerden oluşmakta olup, 316L paslanmaz çelik malzemedenhacim merkezli kübik (BCC) yapı şeklinde üretilmiştir. Uygulanan akımsız nikelkaplama yöntemi ile yaklaşık olarak 17 µm kaplama kalınlığı elde edilmiş vebunun sonucunda gerçekleştirilen basma testleri sonucunda mikro kafes yapılarınspesifik elastisite modüllerinde yaklaşık %50 ve spesifik mukavemetlerinde ise %75artış elde edilmiştir. Kaplama kalınlığının ve hücre boyutu arasındaki ilişkilerinmikro kafes yapıların mekanik performansları üzerine etkileri sonlu elemanlaranalizleri ile parametrik çalışmalar ile incelenmiştir. Sonlu elemanlaryönteminde malzeme modelleri için gerekli malzeme parametreleri kaplama için nano-indentasyontestler kullanılarak ve özgün olarak geliştirilen tersine sonlu elemanlaralgoritması ile elde edilmiştir. Yapılan çalışmalar gösterdi ki; kaplamamalzemesinin mekanik ve hasar özelliklerinin kaplanmış mikro kafeslerin mekaniközelliklerinin iyileştirilmesinde çok ciddi bir etkiye sahiptir. Sonuç olarakkaplama malzemesinin spesifik mukavemeti ve sünekliği ne kadar yüksek isepaslanmaz çelik mikro kafes yapıların spesifik mekanik özelliklerinin oderecede iyileşme göstereceği belirlenmiştir.

In this study, mechanical properties of electroless nickel coated microlattice structures were parametrically studied with both experimental andfinite element methods. The micro lattice structures are produced of microstruts with a diameter of approximately 200 µm by selective laser melting (SLM)and are made of 316L stainless steel in the form of body centered cubic (BCC)structure. With electroless nickel coating method, a coating thickness of 17 µmwas obtained and as a result, compression tests showed a 50% increase inspecific elasticity modules and a 75% increase in specific strength for microlattice structures. The effects of coating thickness and cell size on themechanical performance of micro lattice structures were investigated by finiteelement method. Material parameters required for finite element method wereobtained by using nano-indentation tests on the coating and inverse finiteelement algorithms. Studies showed that; The mechanical and failure propertiesof the coating material have a significant effect on improving the mechanicalproperties of the coated micro lattices. As a result, it was determined that,with higher the specific strength and ductility of the coating material, highermechanical properties of the stainless-steel micro lattice structures can beachieved.