Yönlendirilmiş enerji girdili katmanlı imalat uygulamasındaki parametrelerin proses ve ürün üzerindeki etkilerinin belirlenmesi

Üretilebilirlik kısıtlarını azaltmak için eklemeli üretim prosesi her geçen gün yaygınlaşmaktadır. Eklemeli üretim otomotiv, savunma&havacılık, tıp, enerji, ekipmanlar gibi çok farklı alanlarda kullanılmaktadır. Doğrudan Enerji Biriktirme (DED) prosesi ise eklemeli üretim alt dallarından birisidir. DED katmanlı üretim yönteminde nozuldan parça üzerine püskürtülen toz veya beslenen tel aynı zamanda lazer ile ergitilerek malzeme üzerinde katman katman yığılmaktadır. DED prosesi ile farklı topolojik özellikte ürünlerin üretimi, büyük yapıdaki kalıp gibi parçaların onarımları, mevcut parçalara aynı veya farklı malzemelerle yeni fonksiyonlar eklenmesi mümkündür. Bu çalışmada 316L-Si toz malzemesi kullanılarak lazer gücü (1300-1400-1500 W), lazer tarama hızı (8-9-10 mm/s) ve toz besleme miktarı (5.59-6.52-7.45 g/dk) parametreleri için Taguchi tablosu oluşturulmuştur. Bu deney tablosundaki parametrelerle tek katmanlı tarama için FLOW-3D® yazılımı ile analiz edilmiş, deneysel çalışmalarla üretimleri yapılmış ve deneysel çalışmalardan elde edilen sonuçlarla matematiksel modeli oluşturulmuştur. Sanal analiz çalışmaları ve deneysel çalışmalar sonucunda tek katmanlı tarama için genişlik, yükseklik, derinlik, dilution oranları ölçülerek birbirleri ile kıyaslanmıştır. Sanal analiz çalışmalarından elde edilen sonuçlarda parametre değişimlerine bağlı olarak taramalardaki sıcaklık dağılımları kıyaslanmıştır. İki nokta arasındaki soğuma hızları değerlendirilmiştir. Özgül enerji yoğunluğu (SED) ve toz besleme yoğunluğunun (PFD) tarama yüksekliği, genişliği ve derinliği ölçülerindeki etkileri incelenmiştir. Tarama yüksekliği üzerinde en önemli etkiye sahip parametre toz besleme hızı, tarama genişliğinde ise lazer gücüdür. Tarama derinliği için hem lazer gücü hem de toz besleme hızı kritiktir. En yüksek sıcaklık değerleri yüksek lazer gücü, düşük tarama hızı ve yüksek toz besleme miktarında görülmektedir.