Seçici lazer ergitme yöntemiyle üretilen geçişli gözenekli yapılarda tasarım değişkenlerinin fiziksel ve mekanik özelliklere etkilerinin araştırılması

Eklemeli imalat ile implantlarda kullanılabilecek kemik benzeri işlevsel geçişli gözenekli yapıların üretimi oldukça kolaylaşmış ve bu alanda yapılan araştırmalar hız kazanmıştır. Bu çalışmada üç farklı birim hücre yapısı ve üç farklı kolon kalınlığına sahip toplam dokuz işlevsel geçişli gözenekli yapı seçici lazer ergitme (SLE) cihazı ile Ti6Al4V tozu kullanılarak üretilmiştir. Numunelerin hacimsel boşluk oranları Arşimet ve kuru tartım yöntemleriyle ölçülmüştür. Tasarım ile üretim hacimsel boşluk oranları (kuru tartım) arasında kolonlardaki kalınlaşmalar ve sarkmalardan dolayı %20'lere varan sapmalar meydana gelmiştir. Basma deneyleri sonucunda yapıların kırılma davranışının kolonların kuvvetin geldiği doğrultuyla yaptığı açılardan etkilendiği gözlemlenmiştir. Aynı hacimsel boşlukta birim hücre yapıların elastisite modülleri büyükten küçüğe doğru sırasıyla kübik, sekizyüzlü ve elmas olarak bulunmuştur. Üç nokta eğme deneyinde ise bu sıralama elmas, sekizyüzlü ve kübik olarak bulunmuştur. Üretim hataları, ölçüm ve analizlerdeki sapmalar ve deneylerdeki kırılma davranışları mikro-BT, optik mikroskop ve SEM görüntüleri ile yorumlanmıştır. Birim hücre yapısından yola çıkarak oluşturulan matematiksel modeller ile tasarım değişkenleri olan birim hücre boyutu ve kolon kalınlığına bağlı hacimsel boşluk oranını ve elastisite modülünü veren genelleştirilmiş matematiksel modeller türetilmiştir. Matematiksel modeller ile kişiye özel implant tasarımında uyumluluğun arttırılması amaçlanmıştır.