ELEKTRON IŞINI İLE ERGİTME YÖNTEMİ İLE Ti-6Al-4V İÇİN ISIL MODELLEME VE ERGİYİK HAVUZUN GEOMETRİK İNCELENMESİ


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2020

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: HİLAL AKILLILAR

Danışman: GÖKHAN KÜÇÜKTÜRK

Özet:

Katmanlı imalat, günümüzde karmaşık geometrilere sahip fonksiyonel parçaların üretiminde ileri gelen yöntemlerden biri haline gelmiştir. Üretim maliyetini, kullanılan malzeme miktarını, üretim süresini veya kullanılan takım maliyetini en aza indirerek bir dizi avantaj sağlamaktadır. Genel olarak geometrik tasarım verilerinin katmanlar halinde dilimlenmesi ve istenilen nihai şekil oluşuncaya kadar katmanların üst üste serilerek ergitilmesi prensibine dayanır. Kullanılan malzeme çeşidine, enerji kaynağına, malzemenin yığılma şekline göre farklı türde yöntemler bulunmaktadır. Elektron ışını ile ergitme (EBM) yöntemi, toz yataklı katmanlı imalat yöntemlerinden biridir. Vakum ortamında gerçekleşen temassız ergitme yöntemi ile yüksek ergime sıcaklıklarına sahip veya reaktif malzemelerden parça üretimi gerçekleştirilmektedir. Yöntem sırasında kullanılan üretim parametreleri, elde edilecek nihai ürün üzerinde önemli etkilere sahiptir. Işın gücü, tarama hızı, katman kalınlığı, ışın çapı gibi kullanılan parametreler için optimum aralık belirlemek üretilecek parçanın kalitesinin artırılması açısından büyük önem taşımaktadır. Yapılan tez çalışmasında EBM yöntemi modellenerek simülasyon üzerinde, Ti-6Al-4V toz katmanı ve hareketli enerji kaynağı etkileşiminin incelenmesi amaçlanmaktadır. Belirlenen tarama hızı, elektron ışın gücü parametrelerinin, ergiyik havuz üzerinde etkileri incelenmiş, toz katmanında meydana gelen değişimlerden yola çıkılarak uygun parametre aralığı belirlenmiştir. Işın gücünün 1750 W sabit tutularak tarama hızının artırılması, ışın ve toz katmanı arasındaki etkileşim süresinin azalmasıyla ergiyik havuz derinliği 53,1 μm’ den 7,91 μm’ye kadar azaldığı görülmüştür. Işın hızının 2,4 m/s sabit değerinde ise elektron ışın gücünün artırılması, toz katmanına uygulanan enerji yoğunluğunu artırması sebebi ile ergiyik havuz derinliğini 17,9 μm’den 53,1 μm’ye kadar artış görülmüştür. Seçilen parametrelerin ergiyik havuzda meydana gelen en yüksek sıcaklığı büyük oranda etkilediği de simülasyonlar ile belirlenmiştir. Bu sonuçların yanında ergime ve buharlaşma noktaları arasında kalan sıcaklık değerleri için en uygun parametre kombinasyonları, elde edilen grafikler ile belirlenmiştir.