Eklemeli imalat yöntemiyle üretilen poroz yapılı ve biyomimetik ağaç benzeri elemanların yapısal, termal ve akış özelliklerinin incelenmesi

Bu çalışmada, SLM yöntemiyle üretilen poroz plaka numunelerin yapısal ve termal özellikleri ve yine SLM yöntemi kullanılarak üretilen biyomimetik ağaç benzeri yapıların terlemeli soğutma performansları incelenmiştir. Bu yapılar, özellikle uçak motorları gibi yüksek sıcaklıklara maruz kalan parçalar için terlemeli soğutma yönteminin etkinliğini değerlendirmek amacıyla incelenmiştir. CoCrW, 316L, Ti6Al4V tozlarından SLM ile üretilen poroz plakalarla yapılan ısıl iletkenlik deneyleri ve yüzey pürüzlülüğü, mikro sertlik ölçümleriyle elde edilen sonuçlara göre; malzemelerin fiziksel, mekanik, termal ve yüzey özelliklerinin büyük ölçüde SLM üretim parametrelerine bağlı olduğu görülmüştür. Her 3 malzeme ile üretilen poroz plaka numunelerde malzemenin doluluk oranının artmasıyla sertlik değerleri artış göstermiştir. Farklı enerji yoğunluklarında yapılan üretimler neticesinde numunelerde gözlenebilecek en temel fark boşluk oranında olmuştur. Sonuç olarak, eklemeli imalat sürecinin ısı ve akış uygulamalarına yönelik ürünlerinde proses parametrelerinin dikkate alınmasının önemli olduğu gözlemlenmiştir. SLM ile üretilen poroz plaka numunelerde yapılan ısıl iletkenlik ölçümlerine göre en iyi termal performansı gösteren 316L tozu ile üretilen plakalar olmuştur. Bu sebeple ısı transferi deneyleri için üretilen biyomimetik ağaç benzeri yapılar 316L tozundan SLM ile üretilmiştir. Bu yapılarda en iyi termal performansı 500 μm başlangıç kanal çapına, 0,65 dallanma oranına ve çapın 6 katı olacak şekilde kanal kopyalama mesafesine sahip olan N7 numunesi (30×30×30 mm) göstermiştir. Bu numune üzerinde, parçacık görüntülemeli hız ölçümü (PIV) yöntemi kullanılarak vektör haritaları da elde edilmiştir. En iyi ısı transferi sonuçlarının kanal çapının artması ve dallanma oranı ile kopyalama mesafesinin azalmasıyla elde edildiği görülmüştür.