Metal eklemeli imalat yöntemi ile üretilen Ti-6Al-4V humerus plağının eğilme davranışının deneysel ve sayısal olarak incelenmesi

Bu çalışmada metal eklemeli imalat yöntemiyle üretilmiş mekanik parçaların eğilmeye karşı dayanıklı olacak şekilde daha düşük maliyetle üretilmesi amaçlanmıştır. Bu doğrultuda, Ti-6Al-4V malzemeden imal edilen test numunelerinin ve bunun yanı sıra bir de humerus kemik plağının, eklemeli imalat değişkenlerinden olan lazer gücü ve tarama aralığının farklı değerleri için eğilmeye karşı olan davranışları incelenmiştir. Eklemeli imalat sonrasında parçalara iki farklı ısıl işlem uygulanarak eğilme dayanımına etkileri araştırılmıştır. Isıl işlem farklılığı sebebiyle oluşan eğilme dayanımı farkı, standart imalat değişkenleri temel alınarak üretilen numunelerin mikro yapı incelemeleriyle açıklanmıştır. Malzeme karakterizasyonu, pürüzlülük ve yoğunluk ölçümleriyle eklemeli imalatların karşılaştırması yapılmıştır. Yapısal eniyileme çalışması yapılarak eklemeli imalatla üretilen humerus kemik plağının daha yüksek eğilme dayanımını sağlayan ve daha düşük maliyetli bir muadili elde edilmiştir. Sonuç olarak, eklemeli imalat tezgâhının standart değişkenleri yerine daha kısa imalat süresi sonunda aynı seviyede eğilme dayanımı elde edilebilen değişken takımları bulunmuştur. Farklı ısıl işlem süreçlerinin sonuçlarına göre daha düşük maliyetli olan ısıl işlem yöntemi de belirlenmiştir. Sonlu elemanlar yöntemi yardımıyla test gereksinimleri azaltılarak benzetim ortamında doğrulama ve geçerleme çalışmaları mümkün kılınmıştır. Humerus kemik plağı için gerçekleştirilen eniyileme çalışması sonucunda referans alınan kemik plağına nazaran daha hafif ve eğilmeye karşı daha dayanıklı bir kemik plağı tasarım, eklemeli üretim, analiz ve test çalışmalarıyla ortaya konulmuştur. Başarım testleri, kurulan sonlu elemanlar modelinin yeni tasarım ve üretim şeklinin daha iyi sonuçlar verdiğini doğrulamış ve ağırlıkça %21,6 azalma, dayanım olarak da %23,3'e varan artışların olduğunu göstermiştir.