Kübik yapıların incelenmesi

Yeşil bölge ile mavi bölge arasında kalan alan 1. katman geçişi, mavi bölge ile kırmızı bölge arasında kalan alan 2. katman geçişi ve kırmızı bölgenin içinde kalan alan 3. katman geçişi

0

olarak tanımlanmıştır. Şekil 4.16’da dıştan içe sırasıyla 3 katman geçişindeki birim hücre boyutu, kolon kalınlığı ve gözenek boyutu değerleri gösterilmiştir. Tasarım ölçüleri; birim hücre boyutu = 2,2; 2; 1,8 mm (dıştan içe sırasıyla), gözenek boyutu 1,9; 1,7; 1,5 mm (dıştan içe sırasıyla) ve kolon kalınlığı d = 0,3 mm olan 3 katman geçişten oluşan değişken gözenekli kübik hücresel yapıların yatay eksenindeki kesit görüntüleri incelendiğinde kolon kalınlıkların da 200 µm’ye kadar artışlar gözlemlenmiştir (Şekil 4.16).

Meydana gelen bu artışlar farklı birim hücre boyutuna sahip 3 katman geçişinde de oluşmuştur. Birim hücre boyutunda yaklaşık %1’e karşılık gelen 30 µm’lik değişim gözlemlenmiştir. Kolon kalınlığında meydana gelen artışlardan dolayı birim hücreler içinde bulunan gözenek boyutlarında kolon kalınlığındaki artış miktarı kadar ya da çok yakın değerlerde azalmalar gözlemlenmiştir (Şekil 4.16).

Mazur ve diğerleri (2017), tarafından yapılmış çalışmada SLM teknolojisi ile hücresel yapıların üretilebilirliği araştırılmıştır. Ti-6Al-4V alaşım malzemesinden bir dizi hücresel yapı üretilmiş ve minimum üretilebilir kolon kalınlığının 0,3 mm, optimum birim hücre boyutunun ise 2-3 mm olduğu belirtilmiştir. Üretilen hücresel yapıların hacimsel boşluk değerlerinin tasarımda elde edilen değerlere kıyasla %20-30 aralığında daha yüksek çıktığını ve bunun nedenini de numunelerde gözlenen toz parçacıklarının yapışmasıyla meydana gelen ek yapıya, geometrik sapmalara ve malzemeye dayandığını belirtmişlerdir [68].

66

Şekil 4.16. Değişken gözenekli kübik hücresel yapısının (d = 0,3 mm, a = 2,2; 2; 1,8 mm) bilgisayarlı mikro tomografi kesit görüntüleri 1.katman geçişi (1), 2. katman geçişi (2), 3. katman geçişi (3)

2

3 1

Bilgisayarlı mikro tomografiden elde edilen 2 boyutlu tarama görüntüleri 3 boyutlu hale dönüştürüldükten sonra destek malzemesi ile desteklenemeyen yapının üretim platformuna paralel kısımlarında yer yer ergiyik metalin dağılmasından kaynaklanan ergimiş malzeme sarkmalarının meydana geldiği tespit edilmiştir. Sarkmaların olduğu bu bölgelerin yatay eksendeki kolon kalınlıklarında 650 µm’ ye varan artışlar gözlemlenmiştir. Dolayısıyla kolon kalınlığının yatay eksende 1 mm ye yaklaştığı bölgeler meydana gelmiştir (Şekil 4.17).

Şekil 4.17. Değişken gözenekli kübik hücresel yapısının (d = 0,3 mm, a = 2,2; 2; 1,8 mm) yatay ekseninde oluşan ergimiş malzeme sarkmaları

Yeşil bölge ile mavi bölge arasında kalan alan 1. katman geçişi, mavi bölge ile kırmızı bölge arasında kalan alan 2. katman geçişi ve kırmızı bölgenin içinde kalan alan 3. katman geçişi olarak tanımlanmıştır. Dıştan içe sırasıyla 3 katman geçişindeki birim hücre boyutu, kolon kalınlığı ve gözenek boyutu değerleri gösterilmiştir. Tasarım ölçüleri; B.H.B = 2,2; 2; 1,8 mm (dıştan içe sırasıyla), gözenek boyutu 1,7; 1,5; 1,3 mm (dıştan içe sırasıyla) ve kolon kalınlığı d = 0,5 mm olan 3 katman geçişten oluşan değişken gözenekli kübik hücresel yapısının yatay eksenindeki kesit görüntüleri incelendiğinde kolon kalınlıkların da 200 µm’ye kadar artışlar gözlemlenmiştir (Şekil 4.18).

Meydana gelen bu artışlar farklı birim hücre boyutuna sahip 3 katman geçişinde de oluşmuştur. Birim hücre boyutunda yaklaşık %1’e karşılık gelen 10 µm’lik değişim gözlemlenmiştir. Kolon kalınlığında meydana gelen artışlardan dolayı birim hücreler içinde bulunan gözenek boyutlarında kolon kalınlığındaki artış miktarı kadar ya da çok yakın değerlerde azalmalar gözlemlenmiştir (Şekil 4.18).

Sarkmalar

68

Şekil 4.18. Değişken gözenekli kübik hücresel yapısının (d = 0,5 mm, a = 2,2; 2; 1,8 mm) bilgisayarlı mikro tomografi kesit görüntüleri 1.katman geçişi (1), 2. katman geçişi (2), 3. katman geçişi (3)

Bilgisayarlı mikro tomografiden elde edilen 2 boyutlu tarama görüntüleri 3 boyutlu hale dönüştürüldükten sonra destek malzemesi ile desteklenemeyen yapının üretim platformuna paralel kısımlarında yer yer ergiyik metalin dağılmasından kaynaklanan ergimiş malzeme sarkmalarının meydana geldiği tespit edilmiştir. Sarkmaların olduğu bu bölgelerin yatay eksendeki kolon kalınlıklarında 500 µm’ye varan artışlar gözlemlenmiştir. Dolayısıyla kolon kalınlığının yatay eksende 1 mm’ ye yaklaştığı bölgeler meydana gelmiştir (Şekil 4.19).

Şekil 4.19. Değişken gözenekli kübik hücresel yapısının (d = 0,5 mm, a = 2,2; 2; 1,8 mm) yatay ekseninde oluşan ergimiş malzeme sarkmaları

Yeşil bölge ile mavi bölge arasında kalan alan 1. katman geçişi, mavi bölge ile kırmızı bölge arasında kalan alan 2. katman geçişi ve kırmızı bölgenin içinde kalan alan 3. katman geçişi olarak tanımlanmıştır. Dıştan içe sırasıyla 3 katman geçişindeki birim hücre boyutu, kolon kalınlığı ve gözenek boyutu değerleri gösterilmiştir. Tasarım ölçüleri; birim hücre boyutu = 2,2; 2; 1,8 mm (dıştan içe sırasıyla), gözenek boyutu 1,5; 1,3; 1,1 mm (dıştan içe sırasıyla) ve kolon kalınlığı d = 0,7 mm olan 3 katman geçişten oluşan değişken gözenekli kübik hücresel yapısının yatay eksenindeki kesit görüntüleri incelendiğinde kolon kalınlıkların da 160 µm’ye kadar artışlar gözlemlenmiştir (Şekil 4.20).

Meydana gelen bu artışlar farklı birim hücre boyutuna sahip 3 katman geçişinde de oluşmuştur. Birim hücre boyutunda yaklaşık %3’e karşılık gelen 40 µm’lik değişim gözlemlenmiştir. Kolon kalınlığında meydana gelen artışlardan dolayı birim hücreler içinde bulunan gözenek boyutlarında kolon kalınlığındaki artış miktarı kadar ya da çok yakın değerlerde azalmalar gözlemlenmiştir (Şekil 4.20).

70

Şekil 4.20. Değişken gözenekli kübik hücresel yapısının (d = 0,7 mm, a = 2,2; 2; 1,8 mm) bilgisayarlı mikro tomografi kesit görüntüleri 1.katman geçişi (1), 2. katman geçişi (2), 3. katman geçişi (3)

1

2 2

3

Bilgisayarlı mikro tomografiden elde edilen 2 boyutlu tarama görüntüleri 3 boyutlu hale dönüştürüldükten sonra destek malzemesi ile desteklenemeyen yapının üretim platformuna paralel kısımlarında yer yer ergiyik metalin dağılmasından kaynaklanan ergimiş malzeme sarkmalarının meydana geldiği tespit edilmiştir. Sarkmaların olduğu bu bölgelerin yatay eksendeki kolon kalınlıklarında 500 µm’ye varan artışlar gözlemlenmiştir. Dolayısıyla kolon kalınlığının yatay eksende 1,2 mm’ye yaklaştığı bölgeler meydana gelmiştir (Şekil 4.21).

Şekil 4.21. Değişken gözenekli kübik hücresel yapısının (d = 0,7 mm, a = 2,2; 2; 1,8 mm) yatay ekseninde oluşan ergimiş malzeme sarkmaları