EB-PBF ve LB-PBF metodları ile üretilen kafes yapıların mekanik özelliklerinin karşılaştırılması

Eklemeli imalat, tasarım ve tedarik anlamında sektöre sağladığı esneklikler nedeniyle gün geçtikçe hayatımızda daha fazla yer etmektedir. Havacılık sektöründe de ağırlık azaltımı, konsolidasyon çalışmalarına olanak sunması ve karmaşık yapıların üretilebilmesini sağladığı için eklemeli imalata yönelik çalışmalar hız kazanmıştır. Ağırlık azaltımı için yapılan çalışmaların başında topoloji optimizasyonu ve kafes yapıların kullanımı bulunmaktadır. Kafes yapılar, belirli yükleme koşulları için optimize edilebilen kafes benzeri çerçevelere sahip bir tür hücresel malzemelerdir. Bu çalışmada ise en çok tercih edilen tiplerinden olan, kiriş elemanlı kafes yapılar ve üç yönlü periyodik minimal yüzey (TPMS) tipindeki kafes yapılardan birer örnek olarak Hacim Merkezli Kübik (HMK) ve Gyroid kafes yapıları tercih edilmiştir. Farklı hücresel doluluk oranlarına ve hücre boyutlarına sahip HMK ve Gyroid tipli kafes yapıların çekme ve basma davranışları, hem LB-PBF hem de EB-PBF yöntemlerinde Titanyum alaşımı için karşılaştırılmıştır. Her iki eklemeli imalat yönteminde de çekme ve basma testleri için numune tasarımları yapılmış, tasarımları sabitlenen numunelerin üretimleri gerçekleştirilmiş, ikincil işlemler uygulanmış ve son olarak da ilgili testleri yapılmıştır. Çekme testleri incelendikten sonra her iki kafes yapısında da artan doluluk oranlarıyla birlikte mekanik özelliklerde iyileşmeler görülmüş, ancak aynı hücre boyutu ve doluluk oranına sahip Gyroid numunelerde çekme ve akma dayanımları daha yüksek olarak görülmüştür. Kafes yapı tipi ve doluluk oranları değişmediği durumda ise her iki eklemeli imalat yönteminde de daha düşük hücre boyutuna sahip numunelerde çekme ve akma dayanımları daha yüksek olarak görülmüştür. Basma test sonuçları incelendiğinde ise artan doluluk oranları ile birlikte enerji emilim verimliliklerinin ve ilk maksimum stres değerlerinin arttığı görülmüştür.