Seçici lazer ergitme yöntemiyle üretilen CoCr alaşımında proses parametrelerinin boyutsal hassasiyet, yoğunluk ve yüzey özelliklerine etkilerinin araştırılması

Seçici lazer ile ergitme yöntemi karmaşık geometrilerin metal alaşımlarıyla tek bir proseste son haline yakın üretimine imkan veren bir eklemeli imalat yöntemidir. Sunduğu tasarım özgürlüğü sayesinde geleneksel imalat yöntemlerine kıyasla daha hafif, daha fonksiyonel ve vakaya özgü ürün üretimine olanak vermektedir. Yöntemin üretim kalitesi ve kabiliyetleri gün geçtikçe gelişmekte olup günümüzde havacılık, savunma, biyomedikal, otomotiv ve enerji gibi birçok sektörde kullanımı yaygınlaşmaktadır. Yöntem üstün kabiliyetleriyle birlikte birçok parametreye bağlı dinamik bir üretim modeline sahiptir. Nihai ürün özelliklerinin geliştirilmesi ve yeni alaşımlara uygun parametrelerin belirlenmesi için proses parametrelerinin üretim kalitesi üzerindeki etkilerinin kontrollü bir şekilde incelenmesi gerekmektedir. Bu tez çalışmasında lazer gücü, lazer ilerleme hızı, tarama mesafesi ve hacimsel enerji yoğunluğu parametrelerinin nihai ürün özelliklerine etkisi incelenmiştir. Deneysel çalışmalarda dental sektöründe kullanımı yaygın olan CoCrMoW alaşımı kullanılmıştır. Üretim parametreleri ile kesit alanındaki sapma oranı, yüzey dokusu, sertlik ve hacimsel boşluk arasındaki ilişki araştırılmış, yüksek ilişki derecelerinde regresyon analizi yapılmıştır. Ayrıca numune üst yüzeylerine ait stereo mikroskop görüntüleri üzerinde görüntü işleme çalışması yapılmıştır. Çalışma sonucunda, hacimsel enerji yoğunluğu parametresinin kesit alanındaki sapma oranı, hacimsel boşluk oranı ve üst yüzey dokusundaki pürüzlülük değerleriyle güçlü bir ilişki içerisinde olduğu fakat yan yüzey dokusu ve sertlik değerleriyle bir ilişki içerisinde olmadığı tespit edilmiştir. Bununla birlikte yan ve üst yüzeyin birbirinden farklı özellikteki dokulara sahip olduğu ve temel parametrelerle ilişkilerinin aynı olmadığı ifade edilmiştir. Ayrıca yüzey görüntülerinden temin edilen veriler ile pürüzlülük değerleri arasında güçlü bir ilişki tespit edilmiş olup, bu verilerin kalite değerlendirme amaçlı kullanılabileceği belirtilmiştir. Son olarak tespit edilen ürün özelliklerinin değerlendirilmesiyle en iyi ve en kötü parametreler belirlenmiştir.

Selective laser melting is an additive manufacturing method that allows complex geometries to be produced close to their final form in a single process by metal alloys. Thanks to the freedom of design it offers, it enables the production of lighter, more functional and case-specific products compared to traditional manufacturing methods. The production quality and capabilities of the method are developing day by day, and today it is becoming widespread in many sectors such as aerospace, defense, biomedical, automotive and energy. SLM has a dynamic production model that depends on many parameters together with the superior capabilities of the methods. The effects of process parameters on production quality should be examined in a controlled manner for the development of final product properties and determination of suitable parameters for new alloys. The effects of laser power, laser speed, scanning distance and volumetric energy density parameters on the final product properties were investigated in this thesis. CoCr alloy which is widely used in the dental industry was used in experimental studies. The existence of correlation between production parameters and deviation in cross-sectional area, surface texture, hardness and volumetric vacancy was investigated. Also regression analysis was performed at high correlation conditions. In addition, image processing was carried out with stereo microscope images of the upper surfaces. As a result, it has been determined that the volumetric energy density parameter has a strong relationship with the deviation in the cross-sectional area, the volumetric vacancy ratio and the roughness of the upper surface texture, but not with the side surface texture and hardness values. Also it has been stated that the lateral and upper surfaces have different textures and their relations with the basic parameters are not the same. In addition, a strong relationship was determined between the data obtained from the surface images and the roughness values. It was stated that these data could be used for quality evaluation purposes. Finally, the best and worst parameters were determined by evaluating the determined product properties.