Publication: Manyetik elektro parlatma cihazı geliştirilmesi ve SLM yöntemiyle üretilen Ti6Al4V parçaların yüzey kalitesinin iyileştirilmesi
Abstract
Eklemeli İmalat teknolojisi 1980’li yıllardan itibaren yapılan Hızlı Prototipleme çalışmalarının sonucu olarak günümüze ulaşmıştır. Eklemeli yapılar, üretilecek parça geometrisinin bilgisayar yazılımları ile katmanlara ayrılması ve hammaddelerin bu katmanlara göre üst üste inşa edilmesi ile oluşur. Polimer, seramik, kompozit veya metal türevli materyallerin kullanılabildiği bu yöntem, tasarım ve üretim konusundaki alışılmış mühendislik sınırlarını aşabilecek çözümler sunar. Eklemeli İmalat ile geleneksel yöntemlerle üretilemeyen yüksek fonksiyonlu parçaların üretimi mümkün hale gelmiştir. Bu yeni teknolojiyi kullanan sektörlerin beklentileri doğrultusunda üretilen metal parçaların yüzey kalitesinde iyileştirmelere ihtiyaç duyulmaktadır. Fiziksel temasa dayalı yüzey iyileştirme prosesleri, özellikle iç unsurları olan parçalarda beklenen sonucu verememektedir. Kimyasal etkiye dayanan yöntemler ise karmaşık geometrili parçalarda verimli bir iyileştirme sağlayamamaktadır. Metallerin yüzey iyileştirme teknolojileri arasında Eklemeli İmalat ile en uyumlu yüzey parlatma yöntemlerinden birinin Elektro-Parlatma (EP) olduğu kabul edilmektedir. Bu yöntem elektrolit sıvısı içerisinde enerji yüklenerek iş parçasından karşı elektrota doğru parça transferini sağlayan bir yüzey aşındırma işlemidir. İşlem sonunda iş parçasında bulunan ve pürüzlülük oluşturan çıkıntıların azaltılması beklenir. Son yıllarda yapılan çalışmalarda manyetik alanların bu işlemi olumlu yönde etkilediği belirlenmiştir. Manyetik etki altında yapılan bu yüzey parlatma işlemi Manyetik Elektro-Parlatma (MEP) olarak tanımlanmıştır. Bu çalışmada 3D baskı teknolojisi ile Ti6Al4V metal alaşımı kullanılarak üretilen deney parçalarının yüzey kalitesinin iyileştirilmesi hedeflenmiştir. Mevcut araştırmalara katkı sağlamak için EP ve MEP deney düzenekleri hazırlanmış ve Ti6Al4V alaşımı ile üretilen bu parçalara EP ve MEP işlemleri uygulanmıştır. Standart EP ile MEP karşılaştırılarak MEP işleminin standart EP ye göre daha iyi sonuç verdiği yapılan ölçümlerle belirlenmiştir. Önceki çalışmalarda ortaya konulan bulgular incelenmiş ve uygulanan MEP işleminin Literatür uyumluluğu gözlenmiştir
Additive Manufacturing technology has reached today as a result of Rapid Prototyping studies carried out since the 1980s. Additive structures are formed by separating the part geometry into layers with computer software and building these layers on top of each other. This method, in which polymer, ceramic or metal-derived materials can be used, offers solutions that can exceed the current engineering limits in design and production. Additive Manufacturing makes it possible to manufacture highly functional parts that cannot be produced by conventional methods.In line with the expectations of the sectors using this new technology, there is a need for improvements in the surface quality of metal parts produced by Additive Manufacturing. Surface improvement processes based on physical contact cannot give the expected result, especially in parts with internal elements. Methods based on chemical effects, on the other hand, cannot provide an efficient improvement in parts with complex geometry. When the surface improvement technologies of metals are examined, it is accepted that one of the most compatible surface polishing methods with Additive Manufacturing is Electro-Polishing (EP). Electropolishing is an electrochemical surface etching process involving the use of anode cathode and electrolyte. In recent studies, it has been determined that magnetic fields affect this process positively. This surface polishing process under magnetic effect is defined as Magneto-Electro-Polishing (MEP).In this study, it is aimed to improve the surface quality of test pieces produced by Additive Manufacturing using Ti6Al4V metal alloy. In order to contribute to the current research, EP and MEP experimental setups were prepared and EP and MEP processes were applied to these parts produced with Ti6Al4V alloy. By comparing the standard EP with the MEP, it was determined by the measurements that the MEP procedure gave better results than the standard EP. The findings of previous studies were examined and the literature compatibility of the applied MEP procedure was observed.
Additive Manufacturing technology has reached today as a result of Rapid Prototyping studies carried out since the 1980s. Additive structures are formed by separating the part geometry into layers with computer software and building these layers on top of each other. This method, in which polymer, ceramic or metal-derived materials can be used, offers solutions that can exceed the current engineering limits in design and production. Additive Manufacturing makes it possible to manufacture highly functional parts that cannot be produced by conventional methods.In line with the expectations of the sectors using this new technology, there is a need for improvements in the surface quality of metal parts produced by Additive Manufacturing. Surface improvement processes based on physical contact cannot give the expected result, especially in parts with internal elements. Methods based on chemical effects, on the other hand, cannot provide an efficient improvement in parts with complex geometry. When the surface improvement technologies of metals are examined, it is accepted that one of the most compatible surface polishing methods with Additive Manufacturing is Electro-Polishing (EP). Electropolishing is an electrochemical surface etching process involving the use of anode cathode and electrolyte. In recent studies, it has been determined that magnetic fields affect this process positively. This surface polishing process under magnetic effect is defined as Magneto-Electro-Polishing (MEP).In this study, it is aimed to improve the surface quality of test pieces produced by Additive Manufacturing using Ti6Al4V metal alloy. In order to contribute to the current research, EP and MEP experimental setups were prepared and EP and MEP processes were applied to these parts produced with Ti6Al4V alloy. By comparing the standard EP with the MEP, it was determined by the measurements that the MEP procedure gave better results than the standard EP. The findings of previous studies were examined and the literature compatibility of the applied MEP procedure was observed.