Design and fabrication of micro end mills for the machining of difficult-to-cut materials

Mikro frezeleme üç¸ boyutlu karmasık yüzey özelliklerine sahip işlenmesi zor malzemelerden minyatür komponentlerin üretilmesi için kullanılan düşük maliyetli bir işlemdir. Bu işlemde kullanılan mikro kesici takımlar işlenmesi zor malzemelerin kesilmesi sırasında oluşan kötü şartlara maruz kalmakta, takım ömrü azalmakta bu da işlemenin ekonomisini olumsuz etkilemektedir. Bu tezin amacı yüksek hassasiyette mikro kesici takım tasarım ve üretilmesi için sistematik bir yaklaşım geliştirmektir. İşlenmesi zor olarak bilinen paslanmaz çelik, titanyum alaşımı, silikon gibi üç değişik malzemenin işlenme karakterleri deneysel olarak incelenmiştir. Sonuçlar mikro takım geometrisi ve iş malzemesi mekanik özellikleri arasındaki ilişkinin önemini ortaya koymuştur. Bu gözlem sonucunda işlemenin isterlerine bağlı olarak tasarlanan özel mikro takımların üretimi gündeme gelmiştir. Bu çalışmada, sünek malzemelerin mikro işlemesi esnasında önem arz eden, kesme kuvvetlerini, takım aşınmasını ve takım eğilmesini etkileyen, fakat çoğunlukla göz ardı edilen, kesici takıma talaş yapışması konusu detaylı olarak incelenmiştir. Talaşın yapışmasının takım üzerindeki koruyucu etkisi, tel erozyon operasyonu ile takımın ön yüzeyinde oluşturulan mikro-çukurlar vasıtası ile arttırılmış, iki ve üç boyutlu frezeleme operasyonları ile kesici takım ömrü üzerindeki olumlu etkisi gösterilmiştir. Özellikle silikonun işlenmesi esnasında, kesici kenar etrafındaki talaş akışının takım tasarımı üzerindeki önemi ortaya konulmuştur. Silikonun işlenmesi için yenilikçi bir takım geliştirilmiş, yapılan deneylerle işleme üzerindeki etkinliği geçerlenmiştir. Yapılan çalışmalar sonucunda doğru işleme parametrelerinin seçilmesi ve işleme uygun özel takım tasarımları ile mikro frezeleme işleminde üretkenlik ve işlenen parça yüzey kalitesi ve hassasiyetinde artış elde edilebileceği gösterilmiştir.