Doğrudan enerji biriktirme yönteminde değişken takım yolunun malzeme özelliklerine etkisi

Eklemeli imalat (AM), sağladığı tasarım esnekliği, geleneksel yöntemlerle elde edilen parçalara yakın mekanik özelliklerin sağlanması ve tedarik sürelerini kısaltması nedeniyle birçok endüstride tercih sebebi olmaktadır. Doğrudan enerji biriktirme (DED), eklemeli imalatın bir çeşididir ve lazer metal biriktirme (LMD) DED prosesinin bir alt kolu olarak kabul edilmektedir. Bir nozülden beslenen toz malzemeyi ergitmek ve biriktirmek için lazer enerjisini kullanmaktadır. Bu tez çalışması, PH -13-8 Mo paslanmaz çelik tozu kullanılarak S şeklindeki numunelerin üretilerek parametre optimizasyonu ve sonrasında 17-4 PH tozu kullanılarak blok numunelerin üretilerek takım yolu optimizasyonu çalışmalarını sunmaktadır. Enerji yoğunluğu kavramının elde edilen numune geometrisine etkisi, enerji yoğunluğunu doğrudan etkileyen proses parametrelerinin belirlenek S şeklinde tek sıralı numuneler üretilerek yapılmıştır. Sonuç olarak düşük enerji yoğunluğuna sahip parametreler kullanılarak S şeklindeki duvarların istenen yapıda olmadığı ve uygunsuz olduğu söylenebilir. Yüksek enerji yoğunluğuna sahip parametrelerle ise daha uygun yapıda ve hacimsel olarak daha büyük yapıda numuneler elde edilebilmektedir. Ancak numunelerin geometrisi biriktirme boyunca ısıl birikme nedeniyle sabit kalmamaktadır ve değişken yapıya sahiptir. Herhangi bir enerji yoğunluğunda elde edilen numunelerde bu tür geometrik kusurlar görülebilmektedir. Bu türdeki kusurlar, hareket halindeki bir nozülden tozu ergitmek için yeterli ısı enerjisi elde edilemediğinde ortaya çıkmaktadır. Bu kusurun seviyesi enerji yoğunluğuna göre değişiklik göstermektedir. İlk deney tamamlandıktan sonra takım yolu stratejisinin malzeme kesitindeki sertlik ve gözenekliliğine etkisi PH-13-8 Mo paslanmaz çelik malzemesine benzer bir kompozisyona sahip 17-4 PH paslanmaz çelik malzemesi ile blok numuneler 2 farklı takım yolu strateji uygulanarak üretilmiştir. Değişken takım yolu stratejisi ile üretilen numuneler kesit boyunca daha daha fazla gözenekliliğe sahiptir ve sertlik açısından daha iyi sonuçlar sağlamıştır. Sabit takım yolu stratejisi ile üretilen numuneler ile değişken takım yolu stratejisiyle üretilen numunelere göre daha düşük gözenekliliğe sahip ve sertlik olarak daha düşük sonuçlar vermiştir. Gözeneklilik parça içerisindeki bulunma oranı ve büyüklüğü ile birlikte parçaların mekanik dayanımını düşürmekte ve parça isterlerinin sağlanmasını zorlaştırmaktadır. Bu sebeple eklemeli imalatla üretilen numuneler için minimum düzeyde gözenek oluşumu beklenmektedir. Aksi halde "HIP" gibi basınç altında ısıl işlem gerektiren ek proseslerle gözeneklerin azaltılması gerekmekte ve bu durum yüksek maliyetler yaratmaktadır.