Seçici lazer sinterleme ile üretilen desteksiz yapıların geometrik özelliklerinin incelenmesi

Abstract

Eklemeli imalat; geleneksel yöntemler ile imalatı zor olan karmaşık geometriye sahip parçaların üretilebilmesi, kişiselleştirilmiş ve esnek üretime imkân sunulması, hammaddenin en etkin ve verimli bir şekilde kullanılabilmesi, prototip üretimi ve ürün tasarımı çalışmaları için düşük maliyetli çözümler sunması vb. avantajlara sahip olması nedeniyle günümüzde birçok sektörde kullanılmaktadır. Eklemeli imalat yöntemlerinden ticari olarak en yaygın olarak kullanılanlardan birisi seçici lazer sinterleme yöntemleridir. Seçici lazer sinterlemede lazer gücü, tarama stratejisi, tarama hızı gibi üretim parametreleri ve üretilecek parçadaki boşluk, eğimli yüzey, çıkıntı gibi geometrik yapılar kritik öneme sahiptir. Numune üzerinde bulunan çıkıntı yapılar destek yapı eklenerek üretilmekte, bu da zaman, maliyet, işçilik gibi ekstra maliyetler ortaya çıkarmaktadır. Aynı zamanda temizleme esnasında parçada mikro çatlak ve kırılma gibi deformasyonlara sebep olmaktadır. Destek yapı kullanılmadan gerçekleştirilen çıkıntı yapı üretiminde ise tozun absorbe ettiği enerji miktarı arttığından ergime havuzu genişlemekte ve geometrik sapmalar meydana gelmektedir. Bu çalışmada AlSi10Mg alaşımı kullanılarak destek kullanılmadan üretilen çıkıntı yapılardaki meydana gelen geometrik sapmaların incelenmesi amacıyla deneysel üretimler gerçekleştirilmiştir. Farkı tarama stratejisi, çıkıntı uzunluğu ve çıkıntı yüksekliğinde üretilen numunelerin taramalı elektron mikroskobu ile görüntüsü alınarak meydana gelen geometrik sapma incelenmiştir. Ayrıca geometrik sapma nedeniyle numunede meydana gelen ağırlık, hacim, yoğunluk ve porozitedeki değişimler incelenmiştir. İlave olarak çıkıntı yapının içerisinde boşluk oluşturularak çıkıntı hafifletilmiş ve ağırlığın geometrik sapma üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre, 0⁰-45⁰-90⁰ tarama stratejisinde geometrik sapma miktarının daha düşük olduğu anlaşılmıştır. Diğer yandan çıkıntı uzunluğunun artması ile geometrik sapma miktarının arttığı anlaşılmıştır. Çıkıntı yüksekliğinin artması çıkıntı yüzeyi ile tabla arasında mesafenin azaldığı ve bunun da geometrik sapmayı azalttığı ortaya çıkmıştır. Ayrıca çıkıntı kısımda boşluk oluşturularak ağırlığının azaltılmasının geometrik sapmaya birincil derece etki etmediği anlaşılmıştır