Geleneksel toz metalürjisi ve Binder Jetting yöntemiyle üretilen numunelerin mekanik özelliklerinin deneysel olarak belirlenmesi ve karşılaştırılması

Titanyum (Ti) ve Ti alaşımları yüksek mekanik özellikleri, yoğunluğu düşük, korozyon direncinin yüksek ve biyouyumlu olmasından dolayı, uzay ve havacılık sistemlerinde, otomotiv ve biyomedikal uygulamalarda en sık kullanılan malzemelerdendir. Günümüzde, toz metalürjisi yöntemi gözenekli, yüksek yoğunluklu ve özelliklerde Ti parçaları toz metalürjisi yöntemi ile üretilmektedir. Geleneksel toz metalürjisi yönteminde toz malzeme kalıp içerisine döküldükten sonra basınç uygulanarak şekillendirilmektedir. Bu yöntemde kalıp kullanıldığından karmaşık geometriye sahip parçalar üretmek zor veya imkânsızdır. Eklemeli imalat tekniklerinden Binder Jetting yönteminde üretim kalıplar kullanılmadan doğrudan 3D yazıcılarda gerçekleşmektedir. Ayrıca bu yöntemde hastaya özgü tasarımlarda ve az sayıdaki üretimlerde üretim maliyeti geleneksel toz metalürjisine göre daha düşüktür. Ancak Binder Jetting yöntemi ile üretilen parçaların mekanik dayanımı geleneksel yöntemden daha düşüktür. Bu çalışmada, tek eksenli pres yönteminde 25, 100 ve 200 MPa sıkıştırma basıncı Binder Jetting yöntemi ile şekillendirilen saf Ti numuneleri, 1200 oC 'de 120 dakika sinterlemeye tabi tutulmuştur. Sinterleme işleminden sonra numunelerin mikro yapıları optik görüntü, XRD, SEM ve EDS analizi ile incelenmiştir. 25 MPa sıkıştırma basıncı ile üretilen numuneler ile 3D yazıcı ile üretilen numunelerde sırasıyla yaklaşık olarak %94 ve % 92 bağıl yoğunluk elde edilmiştir. Ti numunelerinin mekanik özellikleri incelendiğinde 3D yazıcı ile üretilen numunelerin sertlik ve mukavemet değerleri geleneksel yöntemle üretilen numunelerden daha düşük olmasına rağmen, biyomedikal uygulamalarda implante edilecek bölgelerdeki kemik yapılarına daha uygundur.