Ti6Al4V alaşımının eklemeli imalat yöntemiyle üretiminde işlem parametreleri değişiminin tribolojik özelliklere etkisi

Abstract

Tasarım özgürlüğü sayesinde klasik yöntemlerle üretilemeyen karmaşık geometrilere sahip ürünlerin kolaylıkla üretilebileceği, birkaç proses adımıyla birden fazla parçanın birleştirmesiyle üretilebilen ürünlerin tek bir prosesle tek bir parça olarak üretilebileceği ürünlerin eklemeli imalat makineleri ile üretilmesi hem üretim süresinde hem de maliyette avantaj sağlamaktadır. 3 boyutlu olarak tasarlanan ürünler katman katman birleştirilerek çok hassas boyutsal doğruluğa sahip olurlar. Ayrıca hızlı üretim hızlı tedarik sağlaması, daha az âtıl madde oluşması, % 99 a kadar doluluk oranı sağlaması, daha homojen içyapı sağlaması ve takım ihtiyacını azaltma gibi avantajlar da sağlamaktadır. Bu yüzden de birçok sektörde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu çalışmada eklemeli imalatta kullanılan metal tozlarından biri olan Ti6Al4V alaşım tozu kullanılmıştır. Titanyum alaşımı, mekanik özellikleri iyi ve maliyeti yüksek bir alaşımdır. Bu yüzden de eklemeli imalat tezgâh giriş parametreleri de oldukça önemlidir. Bu çalışmada eklemeli imalat tezgâh giriş parametrelerinden tarama hızı ve lazer gücünün titanyum alaşımı tozundan üretilen numunelere mekanik ve tribolojik özellikleri üzerindeki etkileri deneysel olarak incelenmiştir. Ayrıca üretilen numunelere ısıl işlem ve kumlama gibi ikincil işlemler uygulanarak mekanik ve tribolojik özelliklere etkileri incelenmiştir. Standartlara uygun olarak yüzey pürüzlülüğü ölçüm, mikrosertlik ölçüm, aşınma incelemeleri (sürtünme katsayısı COF değerinin bulunması ve aşınma direncinin bulunması) ve SEM görüntüleri detaylı bir şekilde incelenmiştir. Sonuç olarak eklemeli imalatta kullanılan tezgâh giriş parametrelerinden tarama hızı ve lazer gücünün ve ayrıca ısıl işlem ve kumlama gibi ikincil işlemlerin titanyum alaşımlı numunelerde mekanik ve tribolojik özelliklere önemli bir etkisinin olduğu tespit edilmiştir.

Thanks to the freedom of design, products with complex geometries that cannot be produced by conventional methods can be easily produced, and the products that can be produced by combining more than one part with a few process steps can be produced as a single piece with a single process and the production of products with additive manufacturing machines provides advantages in both production time and cost. Products designed in 3D have very precise dimensional accuracy by combining layer by layer. In addition, it provides advantages such as rapid production, rapid supply, less inert material, up to 99% occupancy rate, more homogeneous internal structure and reducing the need for tools. Therefore, it is widely used in many industries. In this study, Ti6Al4V alloy powder, which is one of the metal powders used in additive manufacturing, was used. Titanium alloy is an alloy with good mechanical properties and high cost. Therefore, additive manufacturing machine input parameters are also very important. In this study, the effects of scanning speed and laser power, which are additive manufacturing machine input parameters, on the mechanical and tribological properties of titanium alloy powder samples were experimentally investigated. In addition, secondary processes such as heat treatment and sandblasting were applied to the produced samples and their effects on mechanical and tribological properties were investigated. In accordance with the standards, surface roughness measurement, microhardness measurement, wear examinations (finding the coefficient of friction COF value and finding the wear resistance) and SEM images were examined in detail. As a result, it has been determined that scanning speed and laser power, which are the machine input parameters used in additive manufacturing, as well as secondary processes such as heat treatment and sandblasting have a significant effect on the mechanical and tribological properties of titanium alloy samples.