85
Archived Theses
0
DOIs Assigned
0%
DOI Rate
Discipline
Yapı çeliğinden T profili imalatinda MAG kaynağinda distorsiyonun sonlu elemanlar metoduyla analizi
Kaynak teknolojisinde ortaya çıkan gelişmeler, kaynaklı birleştirmenin sanayi sektöründe artarak yaygınlaşmasına neden olmuştur. Kaynaklı birleştirmelerde termal analizlerinin yapılarak modellenmesi ve davranışlarının belirlenmesi mühendislik tasarım sürecinde önemli bir aşamadır. Genel yapı ve yapılan imalat özellikleri hakkında fikir sahibi olabilmek, araştırmak ve geliştirmek için sonlu elemanlar yöntemi en uygun çözümdür. Çalışmada kullanılan malzeme S355J2+N olup, yüksek mukavemetli yapısal çeliktir. Genel olarak mühendislik ve inşaat endüstrilerinde yaygın olarak kullanılır. Otoyol köprüleri, kaldırma ekipmanları ve liman ekipmanları gibi birçok alanda karşımıza çıkmaktadır. S355J2+N malzemesi ile kaynak işleminin kaynak bölgesine uyguladığı ısıl çevrim, bu bölgenin içyapısını değiştirmekte ve mikroyapısını etkilemektedir. Bu sorunları önceden belirlemek önemlidir. Önceden belirleme deneyerek yanılma sürecini de kapsadığından yüksek maliyet ve uygulama zamanı gerektirir. Bu sebeple sonlu elemanlar yöntemi üreticilere fayda sağlamakta kaynak işlemi sırasında oluşabilecek problemlerin önüne geçmede ek önlemler alınmasını öngörebilmektedir. Bu çalışmada, günümüzde yaygın olarak kullanılan birleştirme yöntemlerinden biri olan gazaltı kaynak işleminin çelik yapı imalatında kullanılan T profilinin imalatında kullanılması ve termal analizlerin sonlu elemanlar analizi (FEA) kullanılarak simülasyonunu gerçekleştirilmiştir. Çalışmada, alaşımsız yapı çeliği olan S355J2+N malzemesinin özelliklerinden ve çeliklerin soğuma sırasındaki oluşan içyapılarından hakkında bilgi verilmiştir. Kullanılan gazaltı kaynak yöntemi ele alınarak avantaj ve dezavantajlarından bahsedilmiştir. Sonlu elemanlar yöntemiyle ısı transferi analizi tanıtılmış ve daha önce yapılan literatür çalışmaları incelenerek kaynaklı yapılardaki çarpılmaların analizi üzerine yapılan çalışmalar ele alınmıştır. Sonlu elemanlar analizi ve deneysel çalışmalar neticesinde elde edilen veriler karşılaştırılmıştır. Proses parametrelerinin kaynak sonrası çarpılmaya etkisi incelenmiştir. Sonuçlar incelendiğinde deneysel çalışma sonuçları ile sonlu elemanlar yönteminin sonuçlarının birbirine yakın olduğu tespit edilmiştir. Anahtar sözcükler: Distorsiyon, MAG kaynağı, Sonlu elemanlar yöntemi, S355J2+N
Poliamid 6 malzemenin sürtünme karıştırma nokta kaynağı ile birleştirilmesi
Bu deneysel çalışmada, sürtünme karıştırma nokta kaynağı (SKNK), Poliamid 6 (PA 6) malzemenin birleştirilmesi için uygulanmıştır. Sürtünme karıştırma nokta kaynağı yöntemi, sürtünme karıştırma kaynağı (SKK) yönteminden türetilmiş ve son zamanlarda sadece otomobil sektöründe değil aynı zamanda diğer endüstri kollarında da oldukça dikkat çeken yeni bir kaynak yöntemidir. Yöntemin, SKK yönteminde kullanılan kaynak takımına benzer bir takımla, dalma, karıştırma ve geri çekilme olarak belirtilen üç kademeden oluşan bir uygulaması vardır. Çeşitli araştırmacıların çalışmaları, bu yöntem için takım geometrisinin, takım devir sayısının, takım dalma derinliğinin ve bekleme süresinin, bağlantının çekme kuvveti üzerine oldukça etkisi olduğunu göstermiştir. Bu deneysel çalışmada, kaynak işlemi için uygun 2 adet takım geometrisi ve 1 adet bağlama aparatı tasarlanıp imal edilmiştir. 4 mm kalınlığındaki Poliamid 6 levhaların SKNK ile bindirme bağlantıları yapılmıştır. Oluşturulan kaynak numunelerine çekme testleri uygulanmıştır. Kullanılan polimer malzemeye ve parametrelere bağlı olarak elde edilen maksimum çekme kuvveti değeri 2864,63 N'dur. Bu değer esas malzemenin %86,59'una eşdeğerdir. Bağlantının çekme kuvvetini maksimum yapan, parametrelerin optimum kombinasyonu belirlenmiştir. Ayrıca kırılma yüzeyleri, kopma bölgeleri ve enine kesitler optik mikroskop ile incelenmiştir.
Kriyojenik işlem uygulanmış 6061 alüminyum alaşımının frezelenmesinde kesme parametrelerinin yüzey pürüzlülüğü ve takım aşınması üzerine etkisi
Günümüz endüstrisinde demir ve çelikten sonra en çok alüminyum ve alüminyum alaşımları kullanılmaktadır. 6061 alüminyumun özellikle savunma sanayisinde kullanılmasının yanı sıra, uçak sanayi, gemi inşaat sektörü, askeri köprüler, uzay uygulamaları gibi ağır sanayilerde kullanımı oldukça fazladır. Bu çalışmada 80x80x30 mm ebatlarında alüminyum 6061-T651 alaşımına yüzey frezeleme işlemi uygulanmıştır. Çalışmada ayrıca malzemeye ve kesici takımlara kriyojenik işlem uygulanmıştır. Deneyler normal malzeme/normal takım, normal malzeme/kriyojenik takım, kriyojenik malzeme/normal takım, kriyojenik malzeme/kriyojenik takımlar için her bir eşlemede 27 deney olmak üzere toplam 108 deney yapılmıştır. Deneysel tasarım için tam faktöriyel tasarım kullanılmış, kesme parametreleri olarak üç farklı kaplamalı kesici takım (Al2O3-TiCN-TiN, TiAlN-NANO ve AlTiN-ÇOK KATMANLI), üç farklı kesme hızı (250,350,450 m/dak) ve üç farklı ilerleme (0,15, 0,30, 0,45 mm/diş) kullanılmıştır. Deneylerde kesme derinliği 0,5 mm olarak sabit tutulmuştur. Yürütülen her bir deney sonrası işlenen yüzeyin başından ve sonundan yüzey pürüzlülüğü ölçülmüştür. Ayrıca kesici takımlarda oluşan takım aşınması optik mikroskop ile incelenmiştir. Deneyler esnasında kesme bölgesinde oluşan ısılar da termal kamera ile gözlemlenmiştir. Deneysel sonuçlar varyans analizi ve üç boyutlu grafiklerle yorumlanmıştır. Kriyojenik işlem uygulanmış kesici takımlarla yürütülen deneylerde yüzey pürüzlülüğü ve takım aşınması için en iyi sonuçlar elde edilmiştir. Termal kamerayla ölçülen sıcaklıklar incelendiğinde en düşük sıcaklıklar kriyojenik işlem görmüş malzeme ve takımlarla yürütülen deneylerden elde edilmiştir.
Kesici takım ve iş parçasına uygulanan kriyojenik işlemin kesme sıcaklığı, yüzey pürüzlülüğü ve takım ömrüne etkisinin araştırılması
Kriyojenik işlem hem çevre dostu hem insan sağlığı açısından en zararsız mekanik iyileştirme işlemi olması sebebiyle kullanımı gün geçtikçe artmaktadır. Bu çalışmada silindirik iş parçası ve cnc torna kesici takım malzemesine uygulanan derin kriyojenik işlemin yüzey pürüzlülüğü, takım ömrü ve kesme sıcaklığı parametrelerine etkisi araştırılmıştır. Bu kapsamda iş parçası malzemesi olarak Sleipner soğuk iş takım çeliği, kesici takım olarak ise PVD kaplı karbür takımlar kullanılmıştır. Hem iş parçasına hem de kesici takım malzemesine -196 °C'de derin kriyojenik işlem uygulanmıştır. Kriyojenik işlem uygulanmış iş parçası ve kesici takımlara 200 °C'de 2 saat boyunca temperleme işlemi uygulanmıştır. Üç farklı kesme hızı (40, 60, 80 m/dak) ve üç farklı ilerleme hızı (0,04, 0,06, 0,08 mm/dev) ve sabit kesme derinliği (1 mm) alınmıştır. İki farklı malzeme ve iki farklı kesici takım için toplamda 36 adet kesme deneyi gerçekleştirilmiştir. Deney sonuçlarına baktığımızda kriyojenik işlem uygulanmış kesici takımların yüzey pürüzlülüğünde kriyojenik işlem uygulanmamış kesici takımlara kıyasla %20,7 daha iyi sonuçlar görülür iken, sıcaklık değerleri %1,13 daha düşük değerler göstermektedir. Bunun yanında kesici takımlara kriyojenik işlem uygulanmasının takım ömrünü %33 oranında arttırdığı sonucuna ulaşılmıştır.
Endüstriyel gri ve küresel grafitli (SFERO) dökme demirin frezelenmesinde kesme parametrelerinin yüzey pürüzlülüğü, takım aşınması ve kesme sıcaklığına etkisi
Dökme demirler, sertlik, aşınma direnci, işlenebilirlik, korozyon direnci ve mukavemet gibi mekanik özelliklerinin yanı sıra kolay üretilebilir ve ekonomiktirler. Bundan ötürü yaygın olarak kullanılan mühendislik malzemeleridir. Dökme demirlerin işlenebilirliği, dökümün tipine ve mikro yapısına bağlıdır. Bu çalışmada GG25 (gri dökme demir) ve GGG60 (küresel grafitli dökme demir) parametrelerinin yüzey pürüzlülüğü, kesici uç aşınması ve kesme sıcaklığı üzerine etkileri araştırılmıştır. Kullanılan malzemeler için özel olarak döktürülmüş deney numuneleri kullanılmıştır. GG25 için üç farklı kaplamaya sahip kesici uç (TiALN, TiN-TiCN-AL2O3 ve ALTiN kaplamalı), üç farklı kesme hızı (150, 200 ve 250 m/dak), üç farklı ilerleme oranı (0,10, 0,25 ve 0,35 mm/diş) ve üç farklı kesme derinliği (0,5, 1 ve 1,5 mm) kullanılmıştır. GGG60 için üç farklı kaplamaya sahip kesici uç (TiALN, TiN-TiCN-AL2O3 ve ALTiN kaplamalı), üç farklı kesme hızı (175, 225 ve 300 m/dak), üç farklı ilerleme oranı (0,10, 0,20 ve 0,30 mm/diş) ve üç farklı kesme derinliği (0,5, 1 ve 1,5 mm) kullanılmıştır. Deneysel tasarım ve optimisazyon için Taguchi metodu kullanılmıştır. Her iki malzeme için deneysel tasarımda Taguchi L27 (34) ortagonal dizi kullanılmıştır. Her iki malzeme için her bir deney sonrası malzeme yüzeyinden iki adet pürüzlülük ölçümü yapılmış bu tezde bu iki ölçümün ortalaması kullanılmıştır. Deneysel sonuçlar Taguchi metodu kullanılarak optimize edilmiş, optimisazyon sonrası optimize parametler ile her bir sonuç için üç adet doğrulama deneyi yapılmıştır. Doğrulama deney sonuçları ortalaması ile hesaplanan Taguchi tahmin değerleri karşılaştırılmıştır. Bu karşılaştırma sonucunda hatalar çok küçük çıkmış ve sonuçlar göstermiştir ki Taguchi metodu bu çalışmaya başarılı bir şekilde uygulanmıştır. Ayrıca her iki malzeme için deneysel sonuçlar varyans analizi, iki boyutlu grafikler ve üç boyutlu grafiklerle değerlendirilmiş, kesme parametrelerinin deneysel sonuçlara etkileri araştırılmıştır.
AISI 420 paslanmaz çelik ve E360 çeliğinin sürtünme kaynak yöntemi ile kaynaklanabilirliğinin incelenmesi
Kaynaklı birleştirme teknolojilerindeki gelişmeler ışığında, sürtünme kaynağı birçok sanayi ve endüstride geniş uygulama alanı imkânı bulmuş katı hal kaynak yöntemidir. Sürtünme kaynağı özellikle otomotiv, savunma sanayi, havacılık ve uzay endüstrilerinde yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Geleneksel kaynak teknikleri ile birleştirilmesi güç ve problemli olan özellikle silindirik parçaların kaynaklarında başarılı bir şekilde uygulanmaktadır. Alüminyum–çelik, alüminyum–bakır, çelik–seramik, alüminyum–seramik gibi malzemeler, bu yöntemle birleştirilebilir. Bu yöntem malzemelerin tam ergime oluşmadan birleştirilmesine olanak sağlar ve avantaj oluşturur. Mekanik ve fiziksel özellikleri farklı olan iki metal malzeme kusursuz bir şekilde birleştirilebilir. Aşınmanın, yorulmanın ve mekanik diğer zorlamaların çok olduğu birçok makine parçası imalatında sürtünme kaynağı başarılı bir şekilde uygulanmaktadır. Deniz suyu altında çalışacak olan bir su pompası fanı için aşınmanın çok olduğu yerde aşınmaya dayanıklı malzeme kullanmak (paslanmaz, titanyum vb.), diğer kısımda ise normal kalite (S235, S355 vb.) bir malzeme kullanmak imalatı olumlu yönde iyileştirebilmektedir. Bu iyileşme çalışma performansı olarak daha sonrada mevcut imalatın maliyeti olarak kendini gösterecektir. Bu çalışmada farklı özelliklere sahip 20 mm çapında AISI 420 ve E 360 çeliği sürtünme kaynağı ile birleştirilmiştir. Kaynaklı birleştirmelerde devir sayısı, sürtünme basıncı, sürtünme süresi gibi parametreler literatür çerçevesinde değerleri değiştirilerek farklı mikroyapı ve mekanik özelliklere sahip birleştirmeler elde edilmiştir. İncelemeler sonucunda iki farklı malzeme türünün boşluksuz olarak birleştiği ve parametrelerin birleşme kalitesinde önemli role sahip olduğu tespit edilmiştir. Farklı özelliklere sahip çelik alaşımlarının sürtünme kaynak yöntemi ile birleştirilmesinde uygun parametrelerin kullanılarak kaynak kalitesini artırmanın mümkün olduğu görülmüştür.
Paslanmaz millerin farklı akım türleriyle bor tozu kaplanmasının mekanik özelliklere etkisi
Bor mineralleri metalürji sanayinden otomotiv sektörüne, kompozit malzeme üretiminden nükleer sanayiye kadar birçok alanda kullanılmaktadır. Özellikle metalürji alanında malzemelerin mekanik özelliklerini iyileştirmek amaçlı kullanılmaktadır. Metalik malzemelerin yüzeylerinde kaplama malzemesi olarak kullanılması sıklıkla karşılaşılan durumlardandır. Yüzey kaplama malzemesi olarak bor yüzeye fırın içeresinde borlama ısıl işlemi ile kaplanabildiği gibi kaynaklı birleştirmelerde ilave malzeme olarak da kaplanabilmektedir. Kaynaklı yöntemlerde, TİG, MİG-MAG, Plazma transfer ark kaynak ve lazer kaynak yöntemleri örnek olarak verilebilir. Bu çalışmada AISI 304 paslanmaz çelik mil malzeme üzerine Bor Karbür ve Bor Oksit tozu 3 farklı akım değerlerinde kaplanmıştır. Sinerjik pulse MİG kaynak yöntemi ile 60 mm uzunluğunda, 8 mm çapında paslanmaz çelik millerine 2 mm derinliğinde ve 7 mm çapında boşluklar açılmıştır. Tepe noktalarına açılan bu boşluklara bu tozlar eklenerek kaynaklı işlem gerçekleştirilmiştir. Açılan boşluklardan tozların uçmasını önlemek amacıyla tozlar saf alkolle macun kıvamına getirilip sürülmüştür. Tozlar ilave edildikten sonra mil üstlerine normal, tek ve double pulse olmak üzere kaynak işlemi gerçekleştirilmiştir. Kaynak işlemi sonucunda optik mikroskopla görüntüler çekilmiştir. Numunelere optik inceleme sonrasında mikro sertlik ölçümü işlemi uygulanmıştır. Kaplama ara yüzü incelemeleri neticesinde, kaynak dikişi ile paslanmaz mil malzemenin metalürjik olarak bağlandığı ve kaynak dikişinde dentritik yapılar olduğu görülmüştür. Kaynak dikişi mikro sertlikleri incelendiğinde double pulse akım ile yapılan kaplamanın, normal akım ve pulse akım ile yapılanlara göre daha sert olduğu tespit edilmiştir.
Sığ ve derin kriyojenik işlemin x40crmov5-1 takım çeliğinin aşınma ve darbe performansına etkisinin incelenmesi
daha sonra doldurulacaktır
Gömülü ankraj malzemelerinin korozyon mekanizmasının incelenmesi
St37 kalite çelikler, otomotiv ve inşaat malzemesi olarak hemen hemen her türlü sektörde çok yaygın kullanım alanlarına sahiptir. Bunun başlıca nedeni olarak performans derecesi ve maliyeti gösterilebilir. Hazırlanan bu çalışma ile St37 çeliğinin üç aşamalı olarak farklı şartlar altında korozyon mekanizmasının incelenmesi amaçlanmıştır. Bu aşamalar sırasıyla; Elektro galvanizli veya galvanizsiz çeliğin korozyon mekanizması, asit yağmurları etkisinde korozyon mekanizması ve sıcak daldırma galvanizli St37 çeliğinin korozyon mekanizması olarak incelenmiştir. Üç aşamalı olarak yapılan deneysel çalışmada St37 çeliğinin korozyona karşı göstermiş olduğu davranışlar; Elektrokimyasal Empedans Spektroskopisi (EIS), Potansiyodinamik Polarizasyon (TP), Açık Devre Potansiyelleri (OCP), Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), Enerji Dağılım Spektroskopisi (EDS) ve Optik Görüntüleme Analizi kullanılarak araştırılmıştır. Sonuç olarak, elde edilen bulgular ayrıntılı bir şekilde analiz edilmiş ve karşılaştırılmıştır. Buna göre, sıcak daldırma galvaniz ve elektro galvaniz işleminin korozyon direncini artırdığı ve daha etkili bir koruma sağladığı gözlenmiştir. Anahtar sözcükler: Ankraj Elemanı, Korozyon, St37, Sıcak daldırma galvaniz, Elektro galvaniz.
Kriyojenik işlemin AISI 431 paslanmaz çeliğinin mekanik özellikleri üzerine etkilerinin araştırılması
Bu çalışmada, AISI 431 martenzitik paslanmaz çeliğinin mekanik ve mikroyapısal özellikleri üzerine sığ ve derin kriyojenik işlemin etkileri araştırılmıştır.Çelik numuneler öncelikle 980 °C'de 30 dakika bekletildikten sonra yağda soğutulmuş ve ardından 650 °C'de 2 saattemperlenmiştir. Bu işlemin ardından çelik numuneler üzerine -80 °C'de 12 saat (SKİ12T) ve 24 saat (SKİ24T) süre ile sığ kriyojenik işlem, -180 °C'de 6 saat (DKİ6T), 12 saat (DKİ12T), 18 saat (DKİ18T), 24 saat (DKİ24T) ve 36 saat (DKİ36T) süre ile derin kriyojenik işlem uygulanmıştır.Geleneksek sertleştirme ısıl işlemi uygulanmış numuneye kıyasla 200 °C'detemperlenmiş numunenin sertlik, çekme, akma ve aşınma direncinin sırasıyla yaklaşık %3,89, %1,44, %6,95 ve %62 oranlarda arttığı gözlenmiştir. 300 °C'detemperlenmiş numunelerin işlemsiz numuneye göre sertlik, çekme, akma ve aşınma direncinin sırasıyla yaklaşık %3,52, %1,18, %7,03 ve %56 oranlarda arttığı görülmüştür. 200 °C'de temperlenmiş numunelerin genel olarak daha iyi mekanik özellikler sergilediği tespit edilmiştir. Diğer kriyojenik işlem uygulanmış tüm numunelere 200 °C'de 2 saat süre ile temperleme işlemi uygulanmıştır. Yapılan testler sonucunda, farklı bekletme sürelerinde kriyojenik işlem uygulanmış numunelerde işlemsiz numuneye göre sertlik, çekme, akma ve aşınma direncinde artış olduğu ve bu artışların her iki kriyojenik işlem türünde de bekletme sürelerinin artmasıyla doğru orantılı olduğu görülmüştür. İşlemsiz numuneye kıyasla SKİ24T numunenin sertlik, çekme, akma ve aşınma direnci sırasıyla yaklaşık %5,37, %1,59, % 7,11 ve %78 oranlarda artmıştır. İşlemsiz numuneye kıyasla DKİ36T numunenin sertlik, çekme, akma ve aşınma direnci sırasıyla yaklaşık %5,87, %1,66, %8,17 ve %88 oranlarda artmıştır. Çalışma sonucunda her iki kriyojenik işlem türü ve tüm bekletme sürelerinin işlemsiz numuneye kıyasla mekanik özelliklerde artış sağladığı görülmekle beraber derin kriyojenik işlemin daha üstün mekanik özellikler sağladığı tespit edilmiştir.Mikroyapısal incelemelerde, tüm numuneler için kalıntı östenitli bir çıta tipi martenzit yapı oluştuğu görülmüştür. Bununla birlikte kriyojenik işlem uygulanmış numunelerdeki martenzitik çıtalar işlemsiz numuneye kıyasla daha küçüktür. En yüksek mekanik özellikler 36 saat süre ile uygulanan derin kriyojenik işlem ile elde edilmiştir. Çalışmada kriyojenik işlemin AISI 431 martenzitik paslanmaz çeliğin diğer mekanik özelliklerinde (sertlik, çekme ve akma) artış sağlamakla birlikte özellikle aşınma direncinde belirgin bir artış sağladığı görülmüştür. Anahtar sözcükler:AISI 431 martenzitik paslanmaz çeliği, Derin kriyojenik işlem, Mekanik özellikler, Mikroyapı, Sığ kriyojenik işlem
DP ve paslanmaz çeliklerin farklı akım türlerinde nokta mig/mag kaynağının mikroyapı ve mekanik özelliklere etkisi
DP800 ve AISI304/430 çelikleri başta otomotiv endüstrisi olmak üzere korozyon direnci ve kullanım alanına göre sertlik ağırlık dengesinin uygun olması sebebiyle geniş kullanım alanına sahiptir. Bu çalışmamızda DP800 malzemesi 30x100mm olarak kesilmiştir. Önceden belirlenmiş ve işaretlenmiş noktaya Ø7'lik delik açılmıştır. Burada yapılan literatür taramaları ve yapılan ön çalışmalar sonucunda delik çapının Ø7 olarak seçilmesine karar verilmiştir. AISI304/430 parçalarında 30x100mm ölçülerinde kesilmiştir ve herhangi bir işlem uygulanmamıştır. DP800 malzemesi ile ASIS 304/430 parçaları DP800 malzemesi üst kısımda olacak şekilde sabitlenerek normal, pulse, double pulse yöntemleri kullanılarak farklı akım ve tel besleme hızlarında MİG yöntemiyle kaynaklama işlemi gerçekleştirilmiştir. Bu işlem sonucunda numuneler kaynak dikişlerinden kesilmişlerdir. Kesme işleminden sonra bakalitleme ve mikroyapı inceleme için hazır hale getirilmiştir. Mikroyapı inceleme için hazır hale getirilen numuneler mikroyapı görüntüleme, SEM görüntüleme, XRD analizi, EBSD analizi ve mikro sertlik testi uygulanmıştır. Kalan numuneler üzerinde çekme testi yapılmıştır. Elde edilen sonuçlar görseller ve bilimsel veriler kullanılarak tezin içeriğinde açıklanmıştır.
AISI 329 paslanmaz çeliğin frezelenmesinde CuO ve grafit katkılı nanoakışkan yağlayıcıların işleme performansı üzerindeki etkileri
Bu tez çalışmasında AISI 329 paslanmaz çeliği minimum miktarda yağlama (MMY) ve nanopartikül katkılı MMY (NanoMMY) koşulları altında frezelenmiştir. Bu kapsamda nanopartikül olarak bakır oksit (CuO) ve grafit (Grpt) tercih edilmiştir. Ayrıca nanopartikül karışımlar bitkisel esaslı yağın içerisine hacimce %0,6 oranında eklenerek hazırlanmıştır. Çalışma iki aşamalı olarak ele alınmıştır. İlk aşamada CuO nanoakışkan karışımlara aynı oranlarda üç farklı yüzey aktif maddesi (cetil trimetil amonyum bromid-CTAB, poli vinil polipirolidon-PVP ve sodyum dodesil sülfat- SDS) eklenerek Taguchi L9 deney setine göre bir dizi deney gerçekleştirilmiştir. Elde edilen yüzey pürüzlülük (Ra), kesme sıcaklığı (T) ve kesici takım aşınması sonuçlarına göre tespit edilen PVP yüzey aktif maddesi çalışmanın ikinci aşamasında kullanılmıştır. Çalışmanın ikinci aşamasında ise PVP yüzey aktif maddesi eklenen farklı karışım oranlarındaki CuO ve grafit nanoakışkanlarının işlenebilirlik performans testleri gerçekleştirilmiştir. Bu kapsamda kesme koşulu (CuO, Grpt, CuO+Grpt), karışım oranı (1:1, 1:2, 2:1, 1:3 ve 3:1) ve kesme hızı (120, 160 ve 200 m/dak) deneylerde girdi parametreleri olarak kullanılmıştır. Çalışmada ilerleme (0,1 mm/dev) ve kesme derinliği (0,5 mm) sabit tutulmuştur. Girdi faktörlerine ait etki düzeylerinin belirlenmesinde varyans analizi (ANOVA) kullanılmıştır. Tez çalışmasından elde edilen sonuçlara göre; nanoakışkan hazırlamada en etkili tribolojik performansı PVP yüzey aktif maddesi göstermiştir. Ayrıca CuO/Grpt+PVP (1:3) hibrid nanoakışkanı, kuru koşula göre yüzey pürüzlülüğünü ve kesme sıcaklığını sırasıyla %48,97 ve %56,57 oranında azalttığı görülmüştür.
Sığ ve derin kriyojenik işlemin CPOH takım çeliğinin aşınma ve darbe performansına etkisinin incelenmesi
CPOH soğuk iş takım çeliği; plastik ve sac metal kalıpları, ovalama makaraları ve yonga bıçakları gibi yüksek aşınma ve darbe dayanımı gerektiren yerlerde kullanılmaktadır. Endüstride geniş bir kullanım alanına sahip olan CPOH soğuk iş takım çeliği hakkında, literatürde sınırlı sayıda araştırma yapıldığı görülmektedir. Bu çalışma ile derin ve sığ kriyojenik işlem uygulanan CPOH soğuk iş takım çeliğinin mikroyapısı ve mekanik özelliklerinde meydana gelen değişimler araştırılmıştır. Deney numuneleri sadece geleneksel ısıl işlem uygulanan ''CHT'' 18 saat bekleme süresinde ve -80 °C sıcaklıkta sığ kriyojenik işlem uygulanan ''SCT-18'' 18 ve 36 saat bekleme sürelerinde -196 °C sıcaklıkta derin kriyojenik işlem uygulanan ''DCT-18'' ve ''DCT-36'' olmak üzere 4 farklı grupta sınıflandırılmıştır. Kriyojenik işlem uygulanan numunelere 200 °C sıcaklıkta 2 saat boyunca temperleme işlemi yapılmıştır. Numunelerin mikro sertlik, makro sertlik, aşınma dayanımı darbe enerjisi ve mikro yapıları incelenmiştir. CPOH takım çeliğine uygulanan kriyojenik işlem neticesinde makro sertlik değerinde %1,1 ve mikro sertlik değerinde ise %2,17 olmak üzere en fazla oransal artış SCT-18 deney numunesinde ölçülmüştür. Kriyojenik işlem uygulanan SCT-18, DCT-18 ve DCT-36 isimli deney numunelerinin sürtünme katsayısı değerlerinde sırasıyla %13,47, %11,77 ve %3,71 oranında iyileşmeler meydana gelmiştir.
Nanopartiküllü minimum miktarda yağlama yönteminin cw511l alaşımının sürdürülebilir imalatına etkisi
Makine, imalat ve savunma sanayisinde her geçen gün kullanımı artan aynı zamanda çevreci MQL (Minimum Quantity Lubrication - Minimum Miktarda Yağlama) yöntemi geleneksel soğutma sıvılarının yerini almaktadır. MQL yönteminde yapılan talaş kaldırma işlemlerinde uygulanan basınçlı hava, kullanılan malzeme ve kesici takım arasında bir yağ filmi oluşturmasıyla kesme bölgesinde sürtünmenin azalmasına sebep olmaktadır. Aynı zamanda kesme bölgesinde oluşan ısının talaş ile uzaklaştırılmasına, kesme bölgesinin daha az ısınmasına ve bununla birlikte kesici takım ömrüne pozitif etki etmektedir. Artan kesici takım ömrü ve ürün kalitesi ile birlikte azalan kesme kuvveti sayesinde kesme sıvıları talaşlı imalatta verimliliğin artmasını sağlamaktadır. Bu çalışmada CW511L pirinç malzemesi kuru, MQL, MQL+ÇDKN (Çok Duvarlı Karbon Nanotüp), MQL+Nano Grafen yöntemleri ile tornalanarak gerçekleştirilmiştir. Nano MQL yöntemiyle yapılacak deneylerde kesme sıvısı içerisine nano boyutta tozlar ilave edilerek yapılmıştır. Tornalama deneyleri 160, 240, 320, 400 m/dk kesme hızlarında, 0,16, 0,24, 0,32 ve 0,40 mm/dev ilerleme hızlarında, 1,5 mm sabit talaş derinliğinde ve kaplamasız tungsten karbür kesici takımlarla yapılmıştır. Toplam 64 adet deney yapılmış olup deneyler sonucunda iş parçası yüzey pürüzlülüğüne, yüzey topografyasına, kesme bölgesi sıcaklığına, kesici takım aşınmasına etkileri ve farkları ortaya koyularak incelenmiştir. Deneyler sonucunda MQL+Nano Grafen yönteminin kuru işlemeye göre yüzey pürüzlülüğünde %57,75, kesme bölgesi sıcaklığında %16,46, kesici takım aşınmasında ise %59,26 daha iyi değerler elde edilmiştir.
Kriyojenik ggg 40 dökme demirin frezelenmesinde kesme paremetrelerinin, deneysel sonuçlar üzerine etkisi
Küresel grafitli dökme demirler, çeliğin mekanik özelliklerini ve dökme demirin üretim kolaylığını bir arada sunan bir malzeme grubudur. Gri dökme demirlere kıyasla yaklaşık iki kat daha fazla dayanıklılığa sahiptir ve çeliğe göre daha kolay dökülebilir. Ayrıca, üretim maliyetinin düşük olması nedeniyle hem çelik hem de diğer dökme demirlerle kıyaslandığında kullanım alanı giderek genişlemektedir. Bu çalışma için döktürülmüş GGG40 küresel grafitli dökme demirler kullanılmıştır. Çalışmada, GGG40 dökme demirlerin ve kesici uçların bir kısmına kriyojenik işlem uygulanmıştır. Uygulanan kriyojenik işlem sonrası üç farklı kesici uç (TN6510-TiALN Nanolayer, Kaplamasız, TN6501-TiB2), üç farklı kesme hızı (280, 360, 480 m/dak) ve üç farklı ilerleme (0.15, 0.35, 0.55 mm/diş) kullanılarak yüzey frezeleme deneyleri gerçekleştirilmiştir. Deneylerde kesme derinliği 0.5 mm olarak sabit tutulmuştur. Tam faktöriyel deneysel tasarım (33) kullanılarak; normal malzeme – normal kesici uç ile 27, normal malzeme - kriyojenik kesici uç kullanılarak 27, kriyojenik malzeme – normal kesici uç kullanılarak 27 ve kriyojenik malzeme kriyojenik kesici uç kullanılarak 27 deney olmak üzere toplamda 108 deney yapılmıştır. Yüzey frezeleme işlemleri esnasında termal kamera ile kesme sıcaklıkları, her bir deney sonrası yüzey pürüzlülüğü ve aynı deney tekrarlanarak kesici uç yan yüzey aşınmaları ölçülmüştür. Deneysel sonuçlar varyans analizi, iki ve üç boyutlu grafiklerle yorumlanmıştır. Deneyler ayrıca kriyojenik işlem görmemiş malzemeler ve kesici uçlar için de tekrarlanarak elde edilen veriler kriyojenik ve normal malzeme için karşılaştırılmıştır. Ayrıca, elde edilen veriler dikkate alınarak istenilen deneysel sonuçların, hangi kesme parametrelerinde olduğu incelenmiştir.
SCR sistemlerinde kullanılan üre mikserlerinin akış ve akustik davranışlarının incelenmesi
Günümüzde artan dünya nüfusu ve beraber artış gösteren taşıt sayısının oluşturduğu egzoz gazlarının çevreye ve insan sağlığına olumsuz etkilerini en aza indirebilmek için her geçen gün daha sıkı denetimler yapılmakta ve sınırlandırmalar getirilmektedir. Bu sınırlandırmalar ile beraber dizel motorlu araçlarda NOx emisyonlarını azaltmak için ADblue katkı maddesi (amonyak) ve SCR sistemleri kullanılmaya başlanmıştır. ADblue katkı maddesinin SCR sistemlerinde daha iyi karışması ve iyi sonuç alınması için üre mikseri kullanılmaktadır. Egzoz sistemlerinde geri basıncın yüksek olması performansı olumsuz yönde etkilediği için SCR sistemlerinde kullanılan mikserlerin oluşturacağı geri basıncın düşük olması aynı zamanda SCR sisteminin efektif çalışabilmesi için NH3 homojenlik indeks (UI NH3) değerinin yüksek olması gerekmektedir. Üre mikserleri kanat sayısı, kanat açısı, kanat uzunluğu gibi parametreler ile farklı performanslar vermektedir. Bu çalışmada mikserlerin geri basınca ve UI NH3'e etkisi, 27 farklı mikserin parametrik etkileri sayısal analiz yöntemiyle incelenmiştir. Parametrik çalışma için kanat uzunlukları, kanat açıları ve kanat sayıları değiştirilerek sonuçlar incelenmiştir. Geri basınç hedefinin 1 kPa'dan düşük olması ve UI NH3 değerinin 0,85' ten yüksek olması hedeflenmiştir. Aralarından bu değerleri sağlayan 6 mikser prototip olarak imal edilmiş ve deneysel olarak geri basınç testleri ve UI NH3 ölçümleri yapılarak sonuçlar doğrulanmıştır. Akustik performans için iletim kaybı ölçümleri yapılmış ve akustik davranışları incelenmiştir. Kanat sayısı ve uzunluğunun geri basıncı arttırdığını ancak UI NH3 değerine etkisisin olmadığı yapılan çalışmada görülmüştür.
Farklı fiber yönlerinde üretilen epoksi polimer matrisli karbon elyaf takviyeli kompozit borularda işlenebilirliğin araştırılması
Günümüzde özellikle gelişen batarya sistemlerinin daha verimli kullanılabilmesi adına yüksek mukavemetli ve hafif malzemelerin arayışı hızla devam etmektedir. Bu nedenle kompozit malzemeler daha fazla ilgi görmektedir. Kompozit malzemeler iki veya daha fazla malzemeden elde edilir ve bu malzemelerin üstün özelliklerini içerirler. Fiber takviye plastikler (FRP), önemli miktarda yüksek teknoloji uygulamalarında kullanılmaktadır. Örneğin denizcilik, havacılık, motor sporları, enerji ve savunma sanayisinde kullanılmaktadır. Ancak yine de uzun üretim süreleri, yüksek üretim maliyetleri ve karmaşık geometrilerdeki zorluklar gibi üstesinden gelinmesi gereken bazı zorlukları bulunmaktadır. Formlu geometrilerde ürün elde etmek için filament sarma, pultrüzyon ve vakum torbalama gibi çeşitli üretim yöntemleri mevcut olmasına rağmen, kalıp üzerine elle yatırma yöntemi, yüksek mukavemetli malzemeleri geliştirmek için en verimli yöntemdir. Tez çalışmasında karbon fiber ve polimer matris çalışılmıştır. CFRP boruların üretim yöntemlerinde yüzey hassasiyeti düşük olduğundan üretim sonunda yüzey kalitesi işlemlerine gerek duyulmaktadır. Bu işlemler göz önünde bulundurularak CFRP borular için torna işleme süreci bu çalışmada deneysel olarak incelenmiştir. Bu çalışmada karbon fiber/epoksi kompozit boruların imalatında tek yönlü fiber doğrultusunda (UD) elyaf kullanılarak, uygulamaya yönelik kullanımı için 0, 45, 90° arası açılarda sarım gerçekleştirilerek ürünler elde edilmiştir. Üretilen numuneler bilgisayarlı sayısal kontrollü (CNC) torna tezgâhında üç farklı kesme hızı, üç farklı ilerleme hızı ve sabit kesme derinliğinde tornalama işlemine tabi tutulmuştur. Tornalama işlemi sonrası; yüzey pürüzlülüğü, kesme sıcaklığı ve takım aşınması parametreleri incelenmiştir. Yapılan deneysel çalışmalar sonucunda en yüksek yüzey pürüzlülüğü değerine 90⁰ sarım açısı ve 120 m/dak kesme hızında en düşük ise 45⁰ sarım açısı 160 m/dak kesme hızında ulaşılmıştır. Kesme sıcaklığında ise kesme hızı arttıkça kesme sıcaklığında da artış gözlemlenmiştir.
İki farklı metodla üretilen yapısal çelik profillerin mikroyapı ve mekanik özelliklerinin incelenmesi
Çelik boru ve profiller ekonomik yöntemlerle seri üretime uygunluğuyla kullanımı çok fazla yaygın olan malzemelerdir. Bu çalışmada sıcak haddelenmiş yapısal çelik saclardan iki farklı üretim metodu ve yüksek frekans indüksiyon kaynak yöntemiyle üretilen boyuna kaynaklı yapısal çelik profiller incelenmiştir. Üretimi gerçekleştirilen çelik profillere tahribatlı ve tahribatsız testler uygulanarak mekanik özelliklerin incelenmesi yapılmıştır. Mekanik özelliklerin tespitinde, ağız genişletme (TS EN ISO 8493), sertlik testi ve çekme deneyi (TS 138 EN 10002-1) teknikleri kullanılmıştır. Ayrıca farklı üretim metotları ile üretilen yapısal çelik profillerin mikroyapı incelemeleri de yapılmıştır. Üretimi yapılan profillerin kaynaklı ve kaynaksız yerlerden çekme testi sonuçları değerlendirilmiş olup farklılık olup olmadığına bakılmıştır. İki farklı metodla farklı proses ayarlarıyla üretilen numunelerin kaynaksız yerlerinden yapılan çekme testi sonuçlarının hangilerinin hammadde değerine yakın olduğu saptanmıştır. Çalışmada iki farklı metodun profil büküm yerlerine etkisini görebilmek için sertlik ölçümleri yapılarak ağız genişletme testi ile standardın istediği kriteri sağlayıp sağlamadığına bakılmıştır. Aynı profilin iki farklı metotla üretimlerde kullanılan hammadde miktarları ve kalıp ayar zamanları da incelenmiştir. Bu çalışmaların sonucunda iki farkı üretim metodun karşılaştırılması yapılarak yapısal çelik profil üretiminde kullanılan en iyi üretim metodunun yeni yöntem olan esnek soğuk şekillendirme ile direkt profil üretimi olduğu belirlenmiştir.
Nokta direnç kaynağı ile birleştirilen 439, DX51D kalite sacların mekanik özelliklerinin incelenmesi
Endüstride, özellikle imalat sektöründe, çeşitli çelik malzemeler yaygın olarak kullanılmaktadır. Üretim sırasında, bu çelik parçaların belirli noktalarda birleştirilmesine sıklıkla ihtiyaç duyulmaktadır. Bu birleştirme için seri imalat sektöründe en yaygın tercih edilen birleştirme yöntemlerinden bazıları nokta direnç kaynağı yöntemidir. Bu ince sac malzemelerin, dayanıklı ve güvenilir bir şekilde birbirine kaynaklanması amacıyla yaygın olarak kullanılır. 439 kalite paslanmaz çelik levha, oksidasyona karşı direnci fazladır ,800-900 dereceye ulaşan sıcaklık dayanımına sahiptir. Yüksek sıcaklıklarda sağlamlığı ve kaynak potansiyeli sayesinde sürekli olarak kullandığımız su ısıtıcıları gibi küçük ev aletlerinde, sıcaklığın sürekli değiştiği araç egzoz yapımı ve parçalarında, çamaşır makineleri, otomotiv sektörü ve en önemlisi gıda sektöründe sıkça kullanılabilen ferritik paslanmaz çeliktir. DX51 galvaniz sac, sıcak daldırma galvanizleme yöntemi ile kaplanmıştır. Bu işlem, çeliği korozyona karşı korumak için çinko kaplama uygulanması anlamına gelir. Genellikle iki tarafı da kaplanmıştır. DX51, genellikle düşük karbonlu çelikten (LC) üretilir ve ticari kalitede olarak kullanılır. Çelik kalitesi, DX51D ve DX51D+Z gibi belirli kimyasal kompozisyon ve mekanik özelliklere sahip alt sınıflarla da belirtilebilir. Yapı inşaatı, otomotiv, beyaz eşya, elektrikli ev aletleri, ambalaj, su ve gaz boru hatları, otomotiv parçaları, çatı kaplama, dış cephe kaplamaları gibi birçok farklı endüstriyel ve ticari uygulamada kullanılabilir. Bu çalışmada, farklı parametreler kullanılarak 439 ve DX51D çelikleri elektrik direnç nokta kaynağı yöntemiyle birleştirilmiştir. Birleştirilen numuneler üzerinde metalografik incelemeler yapılmış ve mekanik testler uygulanmıştır. Numuneler, elektrik direnç nokta kaynağı ile üç farklı amper, üç farklı baskı kuvveti ve üç farklı bekleme süresi kullanılarak hazırlanmıştır. Elektrik direnç nokta kaynağında, elektrotlardan geçen akım, elektrotların iş parçasına uyguladığı kuvvet ve kaynak süresi en önemli temel faktörlerdir. Bu faktörlerin birbirleri ile kombinasyonları ve uygulanma miktarları kaynak kalitesini belirler. Kaynağın kalitesi birleştirilecek parçaların mekanik dayanımına doğrudan etki eder. İlgili kaynak parametrelerin ferritik ve galvanizli çelikler üzerinde dayanım, sertlik ve mikroyapı özellikleri incelenerek uygun kaynak parametrelerinin belirlenmesi hedeflenmiştir. Kaynaklı numunelerin mekanik ve mikroyapı özelliklerini belirlemek amacıyla çekme testi, sertlik ölçümü, mikroyapı analizi ve kaynak nüfuziyeti incelemeleri gerçekleştirilmiştir.
Pe malzemenin sürtünme karıştırma nokta kaynağı
Plastik malzemelerin birleştirme ve kaynak teknolojilerindeki gelişmeler, hem sanayi uygulamaları hem de akademik araştırmalar açısından büyük önem taşımaktadır. Özellikle Sürtünme Karıştırma Kaynağı (SKK) ve ondan türetilen Sürtünme Karıştırma Nokta Kaynağı (SKNK) yöntemleri, harici ısıtıcı veya yapıştırıcı gerektirmeden, tüketilmeyen döner takımlar aracılığıyla kaynak yapma olanağı sunmalarıyla öne çıkmaktadır. Hafif yapıların ön plana çıktığı günümüz endüstrisinde, metal yerine polimer kullanımının yaygınlaşmasıyla birlikte, polietilen (PE) gibi termoplastik malzemeler SKNK yöntemiyle başarılı şekilde birleştirilebilmektedir. Bu tez çalışmasında, 4 mm kalınlığında PE levhalar üzerinde farklı takım geometrileri ve işlem parametreleri ile deneyler gerçekleştirilmiş; optimum karıştırma süresi belirlenmiştir. Çekme testleri sonucunda, birinci kaynak takımıyla elde edilen 2412 N'lik çekme kuvveti, asıl numunenin 2650 N'lik değeriyle karşılaştırıldığında %91 oranına ulaşmıştır. İkinci kaynak takımı 2176 N ile %82,12, üçüncü takım ise 2356 N ile %88,9 oranında başarı sağlamıştır. Bu veriler, takım geometrisi, dönme hızı, dalma derinliği ve karıştırma süresi gibi parametrelerin kaynak performansı üzerindeki etkisini net biçimde ortaya koymaktadır. Ayrıca, çeşitli araştırmalar da bu parametrelerin bağlantı kalitesine doğrudan etki ettiğini göstermekte; optimum kombinasyonun seçimiyle güçlü ve homojen kaynak bağlantılarının elde edilebildiği belirtilmektedir. Çalışmada kırılma yüzeyleri, kopma bölgeleri ve enine kesitler optik mikroskop ile incelenerek kaynak yapısının detaylı analizi yapılmıştır. Sonuç olarak, SKNK yönteminin polimer malzemelerde güvenilir ve yüksek performanslı kaynaklar üretmede etkin bir yöntem olduğu bir kez daha kanıtlanmıştır. Anahtar Kelimeler: Çekme Testi, Parametre, Polietilen, Sürtünme Karıştırma Nokta Kaynağı, Takım.
Mandibula kırıklarında kullanılan plak-fiksatörlerin malzeme ve geometri farklarının kırık tiplerine göre kıyaslanması
Mandibula kırıklarında miniplak kullanımı yaygın görülen cerrahi müdahale yöntemlerinden biridir. Mandibula kemiği kırıklarında plak-fiksatör uygulaması öncesi tetkiklerde kullanılacak biyomalzemenin taşıyabileceği sınır değerlerinin ortaya konması gerekir. Plak ve fiksatörün, çenenin maksimum kuvvete ulaştığı durumlar dahil her türlü etkiye karşılık verir nitelikte olması istenmektedir. Plak ve fiksatörlerin biyouyumlulukları yanısıra uygulandıkları bölgenin ihtiyaç duyduğu yükleri de karşılayabilecek nitelikte olması beklenir. Kullanılacak malzeme ve plak geometrisinin cerrahi öncesi tetkiklerle belirlenmesi gerekir. Bu çalışmada, bilgisayarlı tomografi (BT) görüntülerinden üç boyutlu mandibula modeli oluşturulmuş, sagittal split osteotomi ve angulus bölgesinde kırık oluşturulmuştur. Her iki kırık modeli için, miniplak ve fiksatörünün farklı biyouyumlu malzemeler (Titanyum6 Alüminyum4 Vanadyum, Krom Kobalt, Paslanmaz Çelik) ile tasarlanıp gerilme analizleri ve plaklarda yaygın olarak kullanılan 3 farklı geometri oluşturulup yine herbiri için ayrı ayrı olmak üzere ANSYS programı ile sonlu elemanlar analizi yapılarak, yük taşıma kapasiteleri karşılaştırılmıştır.
ST 37, AISI 1040 ve 2379 malzemelerin tornalama işleminde yüzey pürüzlülüğünün incelenmesi
Talaşlı imalatta her geçen gün maliyetin azalması rekabet gücünün artmasıyla farklı bir yola girilmektedir. Bu bağlamda kesici takımların ömürlerinde istenilen yüzey kalitesinin yakalanması büyük önem taşımaktadır. Maksimum verim ile minimum maliyetin yakalanması oldukça güçtür. Doğru kesme şartlarında kullanılacak takım hem maliyet hem de yüzey kalitesi açısından oldukça önemlidir. Kesme şartları, kesme hızı sayısı, ilerleme miktarı, kesme derinliği en ideal şartlarda uygulanması gerekmektedir. Uygulanmadığı taktirde işleme maliyeti takım sarfiyatı ve hassas işleme gibi özelliklerden bahsedilemez. Birçok araştırma ideal kesme şartlarının belirlenmesi üzerine yayımlanmıştır. Talaşlı imalat sektörü sürekli kendini geliştiren sektör olduğundan ideal kesme şartları her geçen gün daha da önem kazanmakta ve güçlenen kesme şartlarıyla beraber daha hassas işler yapılmaktadır. Bu çalışmada, 3 faklı malzeme çeşidini belirlenen bir kesici takımı ile farklı kesme şartlarında işlenerek en iyi yüzey kalitesinin elde edilmesi amaçlanmıştır. Farklı kesme hızı, kesme derinliği ve ilerleme miktarında 90 adet parça işlenmiştir. Deneyler de iki farklı geometriye ( 0.4mm-0.8mm) sahip kesici takımlar kullanılmıştır.. Değişik uç formunun kullanılmasının amacı uç açısının parça üzerinde ne kadar etkili olduğunun görebilmektir. Parçalar belirtilen ölçütlerde işlenerek en hassas parça yüzeyi elde edilmiştir. Buna göre malzemeler için seçilmesi gereken kesme hızı, ilerleme miktarı, kesme derinliği değişkenleri elde edilmiştir.
Farklı tip mandibula kırıklarında kullanılan mini fiksatörlerin optimal konumlarının tayini ve biyomekanik olarak değerlendirilmesi
Mandibula kırıklarında miniplak kullanımı yaygın görülen cerrahi müdahale yöntemlerinden biridir. Mandibula kemiği kırıklarında plak-fiksatör uygulaması öncesi tetkiklerde kullanılacak biyomalzemenin taşıyabileceği sınır değerlerinin ortaya konması gerekir. Plak ve fiksatörün, çenenin maksimum kuvvete ulaştığı durumlar dahil her türlü etkiye karşılık verir nitelikte olması istenmektedir. Plak ve fiksatörlerin biyouyumlulukları yanısıra uygulandıkları bölgenin ihtiyaç duyduğu yükleri de karşılayabilecek nitelikte olması beklenir. Kullanılacak malzeme ve plak geometrisinin cerrahi öncesi tetkiklerle belirlenmesi gerekir. Bu çalışmada, bilgisayarlı tomografi (BT) görüntülerinden üç boyutlu mandibula modeli elde edilmiş, korpus ve simfiz bölgesinde kırık oluşturulmuştur. Her iki kırık modeli için, farklı geometrilere sahip miniplakların farklı konumları üç farklı biyouyumlu malzemeler (Titanyum Alaşımı, Krom Kobalt, Paslanmaz Çelik) ile tasarlanıp gerilme analizleri herbiri için ayrı ayrı olmak üzere ANSYS WORKBENCH programı ile tamamlanılarak karşılaştırılmaları yapılmıştır.
Plastik enjeksiyon kalıpçılığı işleminde sıcak yolluk sistemleriyle soğuk yolluk sistemlerinin karşılaştırılması
Plastik sektörü dünyada çok hızlı gelişen sektörlerin başında gelmektedir. Bu teknolojik gelişmeler ışığında hacim kalıplarında kullanılan sıcak yolluk sisteminin önemini gittikçe arttırmıştır. Sıcak yolluk sistemi son yıllarda plastik enjeksiyon kalıpçılığında soğuk yolluk (normal yolluk) sistemine göre daha fazla tercih edilmeye başlanmıştır. Plastik enjeksiyon kalıpçılığında sıcak yolluğun soğuk yolluğa göre daha fazla tercih edilmesini yüksek kaliteli ürün alma isteği, daha kısa sürede daha çok iş yapabilme ve işçilik giderlerinin azaltılması olarak şekilde kısaca özetleyebiliriz. Soğuk yolluk sisteminde kullanılan elemanlar: yolluk burçları ve yolluk dağıtım sistemleridir. Sıcak yolluk sistemlerde kullanılan elemanları; Termokupul (Sıcaklık kontrol elemanları), Sıcaklık kontrol cihazları, Isıtıcılar (Dağıtıcı ve meme ısıtıcıları), Sıcak yolluk memesi ve Sıcak yolluk dağıtıcısı (manifold), açma/kapamalı (valfgate ) yolluk giriş uçları olarak altı ana gruba ayırabiliriz. Sıcak yolluk sistemi; Plastik enjeksiyon kalıplarında enjeksiyon makinesinin memesinden plastik enjeksiyon kalıp gözüne kadar ergimiş plastik malzemeyi sıcaklık, basınç kaybı olmadan ve hasara uğramadan kontrollü bir şekilde bekletme ve istenildiğinde kalıp gözüne enjekte etme sistemidir. Sıcak yolluk sistemi; Plastik enjeksiyon kalıplarında enjeksiyon makinesinin memesinden plastik enjeksiyon kalıp gözüne kadar ergimiş plastik malzemeyi sıcaklık, basınç kaybı olmadan ve hasara uğramadan kontrollü bir şekilde bekletme ve istenildiğinde kalıp gözüne enjekte etme sistemidir. Sıcak yolluk sisteminin önemli ölçüde enerji, işçilik ve malzeme kazançlarının yanında birçok avantajlar getirmesi nedeniyle kullanımı giderek artmaktadır. Sıcak yolluk sisteminin sağladığı avantajların yanı sıra kendine has özellikleri ve gereksinimleri vardır. Plastik enjeksiyon parçalarının kalitesini iyileştiren ve üretimi optimize eden en etkili yöntemdir. Bu sistem temel olarak enjeksiyon makinesi memesinin bir devamıdır ve kalıbın her gözüne dağıtıcı görevi görür. Sıcak yolluk sisteminde, tüm basınçlar düşeceği için makine daha az yıpranır ve makine ömrü uzar. Dakikada alınan ürün sayısının artması, işçilik maliyetinin düşmesi, baskı sorunun olmaması ve en önemlisi geri dönüşüm olarak kullanılan (kırma) yolluk sarfiyatının ortadan kalktığı düşünüldüğünde çok büyük maddi tasarruf sağlanır. Sıcak yolluk sisteminin, bir enjeksiyon makinesinin kapasitesini yaklaşık olarak %20 arttırmaktadır. Bu amaçla bu tez çalışması ile güncel uygulamaların karşılaştırmaları yapılarak yeni nesil bir uygulama sistemi tasarımında kriter karşılaştırmalı gereksinimler açıklanacaktır.
15-5 pH paslanmaz çeliğin tornalanmasında işleme parametrelerinin Taguchi metodu ile optimizasyonu
Son yıllarda, 15-5 PH çökelme ile sertleştirilebilen martensitik paslanmaz çeliği yüksek dayanım, iyi korozyon direnci ve düşük distorsiyon özelliklerinden dolayı özellikle havacılık ve nükleer endüstrisinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak, sahip olduğu mükemmel mekanik özellikleri nedeniyle işlenebilirliği zor malzemeler sınıfında yer almaktadır. Bu çalışmanın amacı 15-5 PH paslanmaz çeliğin tornalamasında işleme parametrelerinin kesme kuvveti (Fc) ve yüzey pürüzlülüğü (Ra) üzerindeki etkilerini araştırmak ve optimum işleme şartlarını belirlemektir. Bu amaçla kesme hızı, ilerleme hızı ve kesme derinliği üç farklı seviyede ve kesici takım ise iki farklı seviyede tanımlanarak Taguchi'nin L18 dikey dizini ile deney tasarımı yapılmıştır. İşlenebilirlik üzerinde çökelme sertleştirme ısıl işlem etkisini belirlemek için, 15-5 PH ve çökelme 15-5 PH sertleştirilmiş (H1025) malzemeler kullanılmıştır. İşleme deneyleri CNC torna tezgahında kaplamalı sementit karbür kesici takımlar kullanılarak kuru kesme şartları altında gerçekleştirilmiştir. Deneyler sonucunda kesme parametrelerine bağlı olarak elde edilen Fc ve Ra değerleri için varyans analizi (ANOVA) yapılarak işleme parametrelerinin Fc ve Ra üzerindeki etkisi incelenmiştir. Ayrıca bağımlı değişkenler ile bağımsız değişkenler arasındaki ilişkiyi ortaya koymak amacıyla regresyon analizi uygulanmıştır. Her iki malzemenin işlenmesinde de kesme kuvveti üzerinde en etkili parametrenin kesme derinliği, yüzey pürüzlülüğü üzerinde ise en etkili parametrenin ilerleme hızı olduğu görülmüştür. Çökelti sertleştirme ısıl işleminin kesme kuvveti ve yüzey pürüzlülüğünü arttırdığı tespit edilmiştir. İşleme çıktıları üzerinde CVD TiCN-Al2O3-TiN kaplı takımın PVD TiAlN-AlCrO kaplı takıma üstünlük sağladığı görülmüştür.
Sert krom kaplanan silindirik numunelerde kaplama parametrelerinin etkilerinin incelenmesi
Birbirine temas eden makine parçalarından veya içerisinde bulunduğu ortam şartlarından dolayı malzeme yüzeylerinde kayıp meydana gelmektedir. Yüzeyi bozulmuş bir malzemenin üretimi durdurmaya kadar etkisi olabilir. Malzeme kaybını önlemek ve ana malzemenin kullanılırlığını arttırmak için yüzey işlemleri uygulanır. Yüzey işlemlerinin amacı ana malzemenin tokluğu ile oynamadan malzeme yüzeyine sertlik vererek sürtünme, aşınma ve korozyona karşı dayanım sağlamaktadır. Bu çalışmada yapılan kaplama, daha önce işlem görmemiş ve yeni olarak kullanılacak bir malzeme üzerine yapılmıştır. Deneylerde mekanik özelliği düşük olan St 37-2 yapısal mil çeliği üzerine elektrolitik kaplama yöntemi ile sert krom kaplama yapılmıştır. Yapılan kaplama işleminde sıcaklık, akım yoğunluğu ve anot katot arası mesafe değişken olarak kullanılmıştır. Farklı akım yoğunluklarında (25-40-55 Amp/dm2), farklı sıcaklıklarda (40-60 oC) ve farklı anot-katot arası mesafelerde (100-200 mm) yapılan kaplamalarda, numunelerde kaplama sertliği, sürtünme ve aşınma direnci, kalınlığı, kaplama yapışkanlığı ve mekanik özellikleri incelenmiştir. Deneysel çalışmalar sonucu elde edilen numunelerde yapılan laboratuvar çalışmaları sonucunda kaplama kalitesinin, kalınlığının, sertliğinin, aşınma direncinin, kaplama yapışma özelliğinin, kaplama bölgesi ve ana malzeme üzerinde yapılan nokta ve çizgi analizleri sonuçlarının literatüre uygun değerler verdiği gözlenmiştir. Bu değerler kapsamında elde edilen sonuçlar ışığında, düşük karbonlu yapı çeliğine en düşük parametreler dahi uygulandığında malzemenin mekanik özellikleri üzerinde olumlu etkiler olduğu gözlenmiştir. Kaplama işlemi esnasında akım yoğunluğunun artması ile birlikte numunelerde sertlik, aşınma direnci ve kaplama kalınlıklarının arttığı görülmüştür. Banyo sıcaklığının azalması sonucunda sertlik değerinde azalma olduğu, akım yoğunluğunun 40 Amp/dm2 sonrasında sertliğin azaldığı tespit edilmiştir. Sertliği en fazla olan numunede aşınma en az değerde tespit edilmiştir. Sıcaklığın artmasıyla aşınma direncinin de arttığı görülmüştür. Yapılan termal şok testleri sonucu numune yüzeyindeki kaplamada, 350 oC de değişim gözlenmezken 550 oC ve 750 oC sıcaklıklarda renk değişimleri tespit edilmiştir. Deneysel çalışmalar sonucunda en verimli kaplama 11 numaralı numunede gözlenirken verimi düşük olan kaplama ise 2 numaralı numunede tespit edilmiştir.
Derin kriyojenik işlemin aısı d2 soğuk iş takım çeliğinin işlenebilirliğine etkisi
Bu çalışmada, AISI D2 soğuk iş takım çeliğinin sert tornalanmasında, soğuk iş takım çeliğine uygulanan derin kriyojenik işlem ve temperleme işleminin yüzey pürüzlülüğü (Ra) ve takım aşınması üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Bununla birlikte, derin kriyojenik işlemin mekanik özellikler (makrosertlik ve mikrosertlik) ve mikroyapı üzerine etkileri incelenmiştir. Deney numuneleri CHT, DCT-36 ve DCTT-36 olmak üzere üç gruptan oluşmaktadır. Birinci gruptaki numuneler, sadece geleneksel ısıl işleme tabi tutularak 62 HRc sertliğine getirilmiştir. İkinci grup, geleneksel ısıl işlem sonrasında -145°C'de 36 saat derin kriyojenik işlem gören numunelerden oluşmaktadır. Son grup ise hem geleneksel ısıl işlem hem de derin kriyojenik işlem görmüş ve sonrasında 200°C'de 2 saat temperleme işlemi uygulanmış numunelerden oluşmaktadır. Deneylerde kesici takım olarak, Al2O3 + TiC matris esaslı kaplamasız karma alümina seramik (AB30) ve Al2O3 + TiC matris esaslı ve PVD yöntemiyle TiN kaplı seramik (AB2010) kesici takımlar kullanılmıştır. Deneylerde, üç farklı kesme hızı (50, 100, 150 m/dak), üç farklı ilerleme hızı (0,08, 0,16, 0,24 mm/dev) ve üç farklı kesme derinliği (0,25, 0,50, 0,75 mm) parametreleri seçilmiştir. Takım aşınması deneyleri ise, 150 m/dak kesme hızı, 0,08 mm/dev ilerleme hızı ve 0,6 mm kesme derinliğinde gerçekleştirilmiştir. Yapılan deneyler sonucunda; hem yüzey pürüzlülüğü hem de takım aşınması açısından en iyi sonuçlar, DCTT-36 numunesi ile elde edilmiştir. Kesici takımlar karşılaştırıldığında, yine yüzey pürüzlülüğü ve takım aşınması için en iyi sonuçlar kaplamalı seramik takım (AB2010) ile elde edilmiştir. Makrosertlik ve mikrosertlik değerleri DCT-36 numunesinde en yüksek seviyeye çıkmıştır. Mikroyapı açısından, daha homojen ve daha ince ikinci karbür oluşumlarının görüldüğü DCTT-36 numunesinin en iyi sonuçları sergilediği görülmüştür. Sonuç olarak, AISI D2 soğuk iş takım çeliğine uygulanan derin kriyojenik işlemin yüzey pürüzlülüğü, takım aşınması, mekanik özellikler ve mikroyapı bakımından olumlu sonuçlar sergilediği gözlemlenmiştir.
Ayçiçeği metil esterinin motor titreşimine ve gürültüsüne olan etkilerinin deneysel analizi
Günümüzde tüm dünyada enerji ihtiyacı ve motorlu taşıt sayısı gün geçtikçe artarak devam etmektedir. Dünya genelinde özellikle ticari enerji ihtiyacının büyük kısmı petrol kullanımı ile sağlanmaktadır. Petrol çoğunlukla motorlu taşıtlarda yakıt olarak kullanılmaktadır. Ayrıca, dünya petrol rezervleri aşırı kullanıma bağlı olarak hızla tükenmektedir. Bu nedenlerle araştırmacılar motorlu taşıtlarda kullanılmak üzere önem kazanan alternatif yakıt arayışlarına gitmişlerdir. Bitkisel veya hayvansal yağlardan elde edilen biyodizel ile ilgili çok sayıda araştırma ve çalışma yapılmaktadır. Dizel yakıtlar geniş kullanım alanına sahip olmasından dolayı ülke ekonomisinde önemli bir yere sahiptir. Dizel motorlarında yanma patlamalı olduğundan dolayı, gürültülü ve titreşimli çalışırlar. Motor içindeki yanma süreci ile meydana gelen gürültü ve titreşim canlılar üzerinde uzun ve kısa süreli olumsuz etkiler oluşturmaktadır. Yakıtların özellikleri dizel motorlarda gürültü ve titreşime önemli derecede etki eder. Bu çalışmada, standart dizel yakıtı ve ayçiçek yağı metil esteri (Biyodizel) karışımlarının, tek silindirli bir dizel motorun gürültü ve titreşim emisyonlarına olan etkileri deneysel olarak incelenmiştir. Deneyler standart dizel yakıtına hacimsel olarak % 15 ve % 30 oranlarında katılan ayçiçek yağı metil esteri yakıtları ile tam yük altında ve farklı motor devirlerinde yapılmıştır. Ayçiçek yağı metil esteri ve standart dizel yakıt karışım oranı arttıkça gürültü ve titreşim emisyonlarında düşüş görülmüştür.
Kesici takımlara uygulanan kriyojenik işlemin işlenebilirliğe etkisinin taguchı yöntemiyle optimizasyonu
Bu çalışmada, AISI O2 (DIN 1.2842) soğuk iş takım çeliğinin işlenmesinde kesici takımlara uygulanan derin kriyojenik işlemin (DCT) yüzey pürüzlülüğü (Ra), kesme kuvveti (Fc), takım aşınması ve mikrosertlik üzerine etkileri araştırılmıştır. Bununla birlikte, optimum Ra ve Fc sonucunu veren kesme parametreleri Taguchi optimizasyon metodu ile belirlenmiştir. Tornalama deneyleri, Taguchi L16 (43) ortogonal (dikey) dizinine göre yapılmış, deney sonuçlarının değerlendirilmesinde sinyal/gürültü (S/G) oranı esas alınmıştır. Deneylerde kaplamalı (MT-TiCN+Al2O3+TiN) ve kaplamasız karbür (WC+Co+TiC+TaC) takımlar kullanılmıştır. Rieltveld analizi ile takım mikroyapısındaki karbürlerin oransal değişimi tespit edilmiştir. Son olarak mikrosertlik ölçümleri ile kriyojenik işlemin sertlik üzerindeki etkisi ortaya koyulmuştur. Taguchi analizi sonucu, yüzey pürüzlülüğü için optimum sonuçlar kriyojenik işlemli kaplamasız takım ile 250 m/dak kesme hızında ve 0,08 mm/dev ilerleme hızında elde edilmiştir. ANOVA sonuçlarına göre, yüzey pürüzlülüğü üzerindeki en etkili parametrenin ilerleme hızı (% 80,20), daha sonra sırasıyla kesici takım tipi (% 12,98) ve kesme hızı (% 5,86) olduğu görülmüştür. Kesme kuvveti için en düşük değerleri veren parametreler sırasıyla kesici takım türü, kesme hızı ve ilerleme hızı için kriyojenik işlemli kaplamalı takım, 250 m/dak ve 0,08 mm/dev olarak bulunmuştur. Fc değerleri için gerçekleştirilen ANOVA sonuçlarına göre kesme kuvveti üzerinde en etkili parametrenin % 85,70 oranıyla ilerleme hızı olduğu görülmüştür. Daha sonra kesici takım türü % 7,94 ve kesme hızı % 4,60 ile en az etkiye sahip parametreler olarak sıralanmıştır. Takım ömrü açısından kriyojenik işlem hem kaplamasız hem de kaplamalı karbür kesici takımlarda olumlu sonuçlar sergilemiştir. Bu bağlamda kaplamasız ve kaplamalı karbür kesici takımlarda sırasıyla % 15 ve % 11 oranlarında iyileşme sağlanmıştır. Rieltveld analizi sonucu, kriyojenik işlemin takımlarda karbür yüzdelerini arttırdığı belirlenmiştir. Mikrosertlik ölçümleri sonucunda, kriyojenik işlem sonrasında kaplamasız ve kaplamalı karbür takımların sertlikleri sırasıyla % 4,6 ve % 5,15 oranlarında arttığı görülmüştür.
Yüksek mukavemetli çeliklerde çok pasolu kaynağının mekanik ve mikroyapı özelliklerine etkisi
S460M kalite yüksek mukavemetli çelik; sağladığı avantajlardan dolayı taşımacılık sektöründeki ağır vasıtalarda ve çelik yapı sektöründe önem kazanmaya başlamıştır. Bu malzemelerin Osman Gazi körfez geçiş köprüsü ve III. Boğaz Köprüsü olan Yavuz Sultan Selim Köprüsü`nün yapımında da tercih edilmesi nedeniyle yakın gelecekte yapılacak olan Çanakkale Köprüsü ve buna benzer irili ufaklı birçok prestijli projelerde kullanılacağın sinyalini vermektedir. Bu veriler ışığında otomotiv sanayi ve yapı sektörüne aynı anda hitap edebilecek şekilde 8 mm ve 20 mm kalınlığındaki yüksek mukavemetli çeliklerin hem çok pasolu uygulamaların mekanik ve mikro yapı özelliklerine etkilerinin kıyaslanabilmesi, hem de çok pasolu uygulamaların farklı malzeme kalınlıklarına etkisinin tespit edilmesi hedeflenmiştir. Bu çalışmada, S460M çeliği GMAW/FCAW yöntemi ile robot kullanılarak, düz çoklu paso kaynağı veya salınımlı çoklu paso kaynağı yöntemleri uygulanarak birleştirilmiştir. Birleştirilen parçalardan çıkarılan numunelere tahribatlı ve tahribatsız testler uygulanarak elde edilen sonuçlar kayıt altına alınmıştır. Test numunelerinin mekanik özelliklerini tespit etmek için çentik darbe deneyinden, çekme deneyinden, mikro sertlik ölçme yönteminden, makro inceleme yönteminden, mikro yapı inceleme ve SEM yöntemlerinden yararlanılmıştır ve elde edilen veriler birbiriyle kıyaslanabilmiştir. Yapılan çalışmalar neticesinde salınımlı çoklu paso uygulamasıyla torca salınım hareketi vererek kaynak yapmanın, kaynaklı imalat süresinde ve mekanik değerlerde avantajlar sağladığı görülmüştür. Numunelerin mikro yapı incelemesinde; ferrit ağırlıklı, düşük miktarlarda perlit içeren ince taneli yapı gözlemlenmiştir. Kırık yüzeylerin SEM ile incelemesinde ana malzemeye yakın bölgede sünek, ısı tesiri altındaki bölgede, ana malzemeye kıyasla daha rijit kırılmanın gerçekleştiği gözlemlenmiştir.
Polipropilen levhaların CNC tezgahında sürtünme karıştırma nokta kaynağı ile birleştirilmesi
Bir katı hal kaynak yöntemi olan Sürtünme Karıştırma Nokta Kaynağı (SKNK), Direnç Nokta Kaynağına (DNK) alternatif olarak geliştirilmiştir. İlk defa 2001 yılında alüminyum sac malzemelere uygulanmıştır. Günümüze kadar yapılan çalışmalarda SKNK yöntemi, metallere ve termoplastik polimer malzemelere uygulanmış ve olumlu sonuçlar alınmıştır. Yapılan çalışmalar sonucunda, kaynak dayanımını etkileyen birçok parametrenin olduğu saptanmıştır. Kaynak takımı geometrisi, takım devri, dalma derinliği ve karıştırma süresi, kaynak dayanımına en fazla etki eden parametrelerdir. Bu çalışmada, kaynak parametrelerinin kaynak dayanımına etkisini belirlemek ve optimum kaynak parametrelerini elde etmek amacı ile iyi kaynak edilebilirliğe sahip polipropilen (PP) numuneler, SKNK yöntemi ile birleştirilmiştir. Farklı omuz ve karıştırıcı uçlu, 4 faklı takım imal edilerek takım geometrisinin kaynak dayanımına etkisi araştırılmıştır. Yapılan çalışmaların sonucunda yeni bir kaynak kesiti elde edilmiş ve bu kaynak kesitine yeni bir isim verilmiştir. Bindirme kaynağı için özel olarak tasarlanan bir bağlama aparatı yardımı ile bağlanan parçalar Computer Numerical Control (CNC) Dik İşleme Tezgahında ISO G M kod sistemi kullanılarak hazırlanmış bir programla kaynaklanmıştır. Kaynak dayanımına etki eden parametreler farklı değerler için denenmiş ve çok sayıda kaynaklı numune elde edilmiştir. Kaynaklanan numunelere çekme testi uygulanmıştır. Sonuç olarak en uygun kaynak parametreleri tespit edilmiş ve bu parametrelerin kaynak dayanımına etkileri ortaya konulmuştur.
PH 13-8 MO çeliğinin tornalanmasında mql sisteminde kullanılan bitkisel esaslı kesme yağına çok duvarlı karbon nanotüp ilavesinin işleme çıktıları üzerindeki etkisi
Bu çalışmada, PH13-8 Mo paslanmaz çeliğinin tornalanmasında, optimum işleme şartlarının belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu amaç doğrultusunda, PH13-8 Mo çeliğinin farklı soğutma yağlama koşulları altında, kesme parametrelerinin, kesme sıcaklığı ve yüzey pürüzlülüğü üzerindeki etkileri incelenmiştir. Tornalama deneylerinde kaplamalı sementit karbür (PVD TiAlN-(AlCr)2O3) kesici takımlar kullanılmıştır. Deneyler sabit kesme derinliğinde (0.8 mm), üç farklı kesme hızında (120, 180, 240 dev/dak) ve üç farklı ilerleme hızında (0.10, 0.15, 0.20 mm/dev) gerçekleştirilmiştir. Deneysel çalışma iki aşamada ele alınmış olup Taguchi'nin L9 ve L27 düşey dizinleri kullanılarak deney tasarımları yapılmıştır. Her iki deney tasarımında da yukarıda belirtilen kesme parametreleri sabit tutulmuştur. L9 deney tasarımında nano akışkan konsantrasyon oranlarının (hacimce %0,3, 0,6 ve 0,9) optimizasyonu amaçlanmıştır. Bu amaçla MMY sisteminde kullanılan bitkisel esaslı kesme yağının içerisine Çok Duvarlı Karbon Nanotüp (ÇDKNT) katı nanopartikülleri eklenerek nanoakışkanlar hazırlanmıştır. L27 deney tasarımında ise yine yukarıda belirtilen kesme parametreleri sabit tutularak soğutma/yağlama şartlarının (kuru, MMY ve Nano MMY) optimizasyonu amaçlanmıştır. Deneyler sonucunda elde edilen verilerin değerlendirilmesinde sinyal gürültü oranı (S/N) kullanılmıştır. Kontrol faktörlerinin sonuçlara etkisinin belirlenmesi adına, varyans analizi (ANOVA) yapılmıştır. Ayrıca bağımlı değişkenler ile bağımsız değişkenler arasındaki ilişkiyi ortaya koymak amacıyla çoklu regresyon analizi uygulanmıştır. Deneyler sonucunda ÇDKNT nanoakışkanlar için optimal konsantrasyon oranı hacimce %0,6 olarak tespit edilmiştir. İlk aşamada gerçekleştirilen L9 deney tasarımına göre en iyi yüzey pürüzlülük değeri 180 m/dak kesme hızında, 0,10 mm/dev ilerleme hızında ve hacimce %0,6 konsantrasyon oranında elde edilmiştir. Kesme bölgesinde oluşan sıcaklık değerleri incelendiğinde en düşük kesme sıcaklığı 120 m/dak kesme hızında, 0,10 mm/dev ilerleme hızında ve hacimce %0,3 konsantrasyon oranında görülmüştür. İkinci aşamada gerçekleştirilen L27 deney tasarımına göre en iyi yüzey pürüzlülük değeri 180 m/dak kesme hızında, 0,10 mm/dev ilerleme hızında ve NanoMMY soğutma/yağlama koşulları altında elde edilmiştir. Optimum kesme sıcaklığını veren değişkenler ise 120 m/dak kesme hızı, 0,10 mm/dev ilerleme hızı ve NanoMMY soğutma/yağlama koşulu olarak tespit edilmiştir.
İşlenmesi zor malzemenin tornalanmasının yüzey pürüzlülüğüne etkisinin istatistiksel yöntemle incelenmesi
Sıcak işleme, işlenmesi zor mühendislik malzemelerinin işlenebilirliğini kolaylaştırmak için uygulanır. Amaç, talaş kaldırmadan önce bir ısıtıcı tarafından iş parçasının ısıtılması, böylece mukavemetinin düşürülmesi ve ilk haline göre daha kolay işlenebilir hale getirilmesidir. Kriyojenik işlem, malzemenin içyapısında meydana gelen değişimler aracılığıyla servis ömrünü artırmak için uygulanır. Bu işlem oda sıcaklığının çok altındaki sıcaklıklarda bir malzemeyi soğutma yöntemidir. Bu çalışmada, kriyojenik işlem uygulanmış kesici takımlarla farklı kesme hızı ve ilerleme hızı kombinasyonlarında deneyler yapılmıştır. Amerikan Demir ve Çelik Enstitüsü (AISI) 4340 alaşımlı çelik ve Ti6Al4V titanyum alaşım işlenecek malzemeler olarak belirlenmiştir. Bu çalışmada, işlenmesi zor mühendislik malzemelerinin sıcak tornalanmasının, yüzey pürüzlülüğü, kesici takım aşınma türleri üzerindeki etkilerinin araştırılması amaçlanmıştır. Ayrıca, kriyojenik işlemin ve sıcak tornalama işleminin, işlenebilirlik üzerindeki etkileri araştırılmıştır. AISI 4340 alaşımlı çeliğin tornalanmasında kesme hızının artması ve ilerleme miktarının azalması yüzey pürüzlülüğünü azaltmıştır. Buna ek olarak ön ısıtma uygulanması 650 °C'ye kadar yüzey pürüzlülüğünü azaltmıştır. Ti6Al4V titanyum alaşımın tornalanmasında kesme hızı ve ilerlemenin azalması yüzey pürüzlülüğünü azaltmıştır. Buna ek olarak ön ısıtma uygulanması 450 °C'ye kadar yüzey pürüzlülüğünü azaltmıştır. 650 °C de yüzey pürüzlülüğü artmaktadır.
S355J2+N malzemelerin elektrocuruf kaynak yöntemi ile kaynaklanabilirliği ve mekanik özelliklerinin incelenmesi
Günümüz metal işleri endüstrisinde kaynak hayati bir öğe olarak karşımıza çıkmaktadır. Gelişen teknoloji ile beraber daha efektif, ekonomik ve uygulanması kolay kaynak metotları ortaya çıkmaktadır. Bu yöntemlerden birisi olan elektrocuruf kaynağı özellikle iri ve kalın cidara sahip malzemelerde etkin bir şekilde kullanılmaktadır. Elektro cüruf yöntemiyle yüksek kaliteye sahip ürün elde edilebilmektedir. Kontrollü katılaşma yapısal bütünlüğü arttırmaktadır. Bu yüzden elektrocuruf yöntemi yüksek teknoloji gereken endüstri kollarında kullanılan yüksek performanslı malzemelerin üretiminde tercih edilen bir yöntem olmaktadır. Bu kaynağın uygulanması, yapılan kaynak sırasında ortaya çıkan cürufun verilen elektrik akımına karşı direnç göstermesi ile yüksek ısıya ulaşması ve bu ısının kaynakta kullanılması prensibine dayanır. Kaynak sırasında ortaya çıkan ısının efektif bir biçimde kullanılması, ana metale aktarılan ısının oldukça yüksek olması gibi olgular nedeniyle özellikle kalın kesitli malzemelerin kaynatılmasında kullanılan bir yöntemdir. Herhangi bir şekilde çelik içerisine karışan inklüzyonlar şekil, bileşim, yoğunluk ve boyutlarına bağlı olarak çeliğin yüzey özellikleri, derin çekme, yorulma, darbe dayanımı ve kopma dayanımı gibi mekanik özelliklerini olumsuz yönde etkilerler. Bu olumsuz etkileri gidermek için kullanılan yöntemlerinin başında elektro cüruf ergitme yöntemi bulunmaktadır. S355J2+N yapısal çelik, yüksek dayanımlı, düşük alaşımlı yapısal çeliktir. Özellikle çelik konstrüksiyonlu yapılar, köprü parçaları ve gövdesi, deniz kıyılarındaki yapısal konstrüksiyonlar, güç üretim tesisleri, madencilik ekipmanları, yük taşıyıcılar ve rüzgâr tribünlerinin üretimde yaygın bir kullanıma sahiptir. Yapılacak bu çalışma ile S355J2+N malzemelerin elektrocuruf kaynak yöntemi ile kaynaklanabilirliği araştırılacaktır. Yapılan kaynak işlemi sonrasında kaynakların mekanik özelliklerini belirlemek amacıyla çeşitli mekanik testler uygulanacaktır ve kaynak yönteminin mekanik ve mikroyapıdaki değişimlerini gözlemleyerek kayıt altına almak suretiyle yorumlanmasını sağlamak için çeşitli materyallerden, elektron mikroskoplarından, tahribatlı ve tahribatsız muayene yöntemlerinden, sertlik ölçme yöntemlerinden ve çeşitli deney düzeneklerinden yararlanılarak tez çalışmasının bitirilmesi hedeflenmektedir.
Metal desteksiz diş protezi tasarımı ve biyomekanik olarak değerlendirilmesi
Kron köprü protezlerinde, yeterli bir estetik oluşturmak için; gerçekçi, kişiselliği yansıtan ve görsel uyumu olan bir kompozisyonun gereksinimlerinin karşılanması gerekir. Diş hekimliğinde günümüze kadar birçok materyal restoratif amaçla kullanılmıştır. Bu çalışmada, bilgisayarlı tomografi (BT) görüntülerinden üç boyutlu mandibula modeli elde edilmiş, ön diş grubu çıkarılmıştır. Bu boşaltma için, farklı özelliklere sahip dört farklı biyouyumlu malzeme (Titanyum Alaşımı, zirkonya, Paslanmaz Çelik ve Alümina) ile tasarlanıp gerilme analizleri herbiri için ayrı ayrı olmak üzere ANSYS WORKBENCH programı ile tamamlanılarak karşılaştırılmaları yapılmıştır.
Pamuk yağı metil esteri ve enjektör basıncının motor performansına, titreşimine ve gürültüsüne olan etkilerinin incelenmesi.
Günümüzde teknolojinin gelişmesiyle birlikte insanların motorlu taşıtları ve sanayi üretimini daha çok kullanmalarından dolayı enerji ihtiyacı giderek artmaktadır. Özellikle ülkemiz başta olmak üzere birçok ülkenin bu enerji ihtiyacının büyük bir kısmı petrol kökenli fosil yakıtlardan karşılanmaktadır. Petrolün sınırlı sayıdaki rezerv miktarından dolayı her geçen gün enerjideki birim fiyatın artması, ülkeyi ekonomik yönden olumsuz etkilemektedir. Fosil yakıtların doğa ve insan sağlığına olumsuz özellikleri de düşünüldüğünde araştırmacılar yenilenebilir özellikte olan bitkisel yakıtlara yönelmişlerdir. Bu çalışmada pamuk yağı metil esterinin %10, %20 ve %50 oranlarında karıştırılarak tek silindirli, içten yanmalı, direkt püskürtmeli ve hava ile soğutmalı bir dizel motorda deneyler yapılmıştır. Yapılan deneylerde motorinle pamuk yağı biyodizel karışımlarının iki farklı enjektör (210 ve 225 bar) basıncında, 4 farklı tork (2,5-5-7,5 ve 10 Nm) değerinde yapılan deneylerde motorun basınç, ısı yayılımı, egzoz emisyonları, yakıt tüketimi, gürültü ve titreşim değerleri ölçülmüştür. Deneylerde iki enjektör basıncı ölçüm değerlerinde önemli bir değişiklik olmamıştır. Egzoz emisyonlarından genel olarak O2 emisyonunda tork'a bağlı olarak düşüş, diğer emisyonlarda artış gözlenmiştir. Basınç, ısı yayılımı, gürültü ve titreşim verilerinde 2,5 ve 10 Nm(Newton*metre)'de en düşük, 5 ve 7,5 Nm'de yüksek değerler elde edilmiştir. Ayrıca tüm deneylerde 10 Nm tork değerinde B50 yakıtı için en kötü sonuçlar elde edilmiştir.
CNC hava fırçası tasarımının ve prototipinin gerçekleştirilmesi
Üretimin makineleşmesi, ülkelerin kalkınmasına ekonomik olarak da gelişimine ışık tutar. Üretimin daha rahat planlamasını ve hatalı ürünlerin miktarını alt seviyelere indirir. Operatörden oluşacak hataları da minimuma indirir. İlerleyen teknoloji ile birlikte sektör ayırmaksızın hızla makineleşmeye giden bir yol görünmektedir. Sadece klasik imalat sektöründe değil, mimari ve sanatsal alanlarda da üst düzey verimlilikle ürünler ortaya çıkarma gerekliliği ortaya çıkmıştır. Sanatsal veya mimari ürünlerde de insanların zevk ve isteklerine daha hızlı, hatasız ulaşılabilir kılmak için bu alanlarda makineleşmenin önemi öne çıkmaktadır. Bu tez çalışmasında sanatsal ve mimari alanlarda kullanılan, 3 eksenli bir CNC hava fırçası tasarım çalışması yapılmış ve mekanik, elektronik ve yazılım detayları ile prototip çalışması yapılmıştır.
AIAI 904L paslanmaz çeliğin MQL yöntemi kullanılarak tornalanmasında nanografen katkılı kesme yağının işleme performansı üzerindeki etkisi
Bu çalışmada, AISI 904L östenitik paslanmaz çeliğinin tornalanmasında, kesme parametrelerinin ve kesme şartlarının, yüzey pürüzlülüğü (Ra) ve kesme sıcaklığı (T) üzerindeki etkileri incelenmiştir. Bu amaçla Taguchi'nin L9 ve L27 ortogonal dizinleri kullanılarak deney tasarımları yapılmış olup deneylerde CVD Ti(C,N)+Al2O3+TiN kaplamalı karbür takımlar kullanılmıştır. Deneyler sonucunda elde edilen verilerin değerlendirilmesinde sinyal gürültü oranı (S/N) kullanılmıştır. Kontrol faktörlerinin sonuçlara etkisinin belirlenmesi adına, varyans analizi (ANOVA) yapılmış olup bağımlı değişkenler ile bağımsız değişkenler arasındaki ilişkiyi ortaya koymak amacıyla regresyon analizi uygulanmıştır. L9 deney tasarımında debi (20, 40 ve 60 ml/saat), basınç (4, 6 ve 8 bar) ve nanoakışkan konsantrasyon oranı (hacimce %0, 0,8 ve 1,2) kontrol faktörleri olarak belirlenmiştir. Kesme hızı (150 m/dak), ilerleme hızı (0,15 mm/dev) ve kesme derinliği (0,5 mm) ise sabit tutulmuştur. Deneyler sonucunda en düşük yüzey pürüzlülük değeri (1,748 µm) ve en düşük kesme sıcaklığı değeri (153 oC) olup 60 ml/saat debi, 8 bar basınç ve hacimce %0,8 nano grafen karışımında elde edilmiştir. Yüzey pürüzlülüğü üzerinde %35,5 katkı oranı ile en etkili parametrenin basınç olduğu, kesme sıcaklığı üzerinde ise %54,40 katkı oranı ile en etkili parametrenin nano akışkan konsantrasyon oranı olduğu görülmüştür. L27 deney tasarımında ise kesme hızı (100, 150 ve 200 m/dak ), ilerleme hızı (0,10, 0,15 ve 0,20 mm/dev) ve nanoakışkan konsantrasyon oranı (hacimce %0, %0,8 ve %1,2) kontrol faktörleri olarak belirlenmiştir. Bu deney tasarımında L9 deney tasarımında elde edilen optimum debi (60 ml/saat) ve basınç (8 bar) sabit tutulmuştur. En düşük yüzey pürüzlülük değeri (0,552 µm), 200 m/dak kesme hızında, 0,10 mm/dev ilerleme hızı ve hacimce %0,8 nano akışkan konsantrasyon oranında elde edilmiştir. En düşük kesme sıcaklığı ise (137 oC), 100 m/dak kesme hızı, 0,10 mm/dev ilerleme hızı ve %0,8 nano akışkan konsantrasyon oranında elde edilmiştir. Yüzey pürüzlülüğü üzerinde %96,57 katkı oranı ile en etkili parametrenin ilerleme hızı olduğu, kesme sıcaklığı üzerinde ise %51.73 katkı oranı ile en etkili parametrenin kesme hızı olduğu görülmüştür.
Biyodizel yakıt karışımlarının ve püskürtme basıncının motor performansına ve yanmaya olan etkileri.
Dünya genelinde motorlu taşıt sayısı giderek artmaktadır. Son zamanlarda elektrikli araç teknolojisi ilerleme eğilimine girse de içten yanmalı motorlara göre üstünlükleri yeterli seviyede değildir. Günümüzde motorlu taşıtlar çoğaldıkça enerji ihtiyacı da o ölçüde artmaktadır. İçten yanmalı motorlar için enerji ihtiyacı petrol kaynaklı ürünler ile elde edilmektedir. Her geçen gün artan motorlu taşıtlar dikkate alındığında petrol rezervlerinin hızla tükendiği görülmektedir. Bu sebeple bilim dünyası alternatif yakıt olanaklarını araştırmaya başlamışlardır. Yapılan araştırmalarda bitkisel veya hayvansal yağlardan üretilebilen biyodizel yakıtı üzerinde durulmuştur. Biyodizel, bileşenlerinde oksijen bulunan, ancak sülfür bulunmayan ve zehirleyici olmayan, doğada çözünebilir olan yenilenebilir bir alternatif dizel motor yakıtıdır. Standart dizel yakıttan daha az karbon monoksit ve hidrokarbon çıkardıkları görülmüştür. Dizel motorlarda farklı ilave bir düzenek ihtiyacı olmadan kullanılabilmektedirler. Dizel motorlarda performansı, yakıt sistemi özelliklerini ve yakıtın yanma kalitesini önemli ölçüde etkilemektedir. Bu çalışmada, standart dizel yakıt ile mısır yağı metil esteri (biyodizel) karışımının, tek silindirli dizel motorda yanma karakteristiklerine olan etkileri deneysel olarak incelenmiştir. Deneyler standart dizel yakıta %10, %20 ve %50 oranlarında katılan mısır yağı metil esteri yakıtı ile 210 bar ve 230 bar enjektör basınçlarında 2,5 Nm, 5 Nm, 7,5 Nm ve 10 Nm tork değerleri ile yapılmıştır.
Hastelloy C276 alaşımının frezelenmesinde minimum miktarda yağlamanın yüzey pürüzlülüğü ve takım aşınması üzerindeki etkilerinin araştırılması
Bu çalışmada, Hastelloy C276 süper alaşımının frezelenmesinde kesme parametreleri, Minimum Miktarda Yağlama (MMY) ve Nano-MMY'nin işleme performansı üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Deneyler CVD TiCN-Al2O3-TiCN kaplamalı sementit karbür takımlar kullanılarak CNC dik işleme merkezinde yapılmıştır. Deneysel çalışmada ilk etapta Taguchi'nin L9 deney tasarımı kullanılarak yüzey pürüzlülüğü için MMY parametrelerinin optimizasyonu gerçekleştirilmiştir. Burada kontrol faktörleri olarak debi (20, 60 ve 100 ml/h), püskürtme açısı (30, 45 ve 60°) ve püskürtme basıncı (4, 6 ve 8 bar) ele alınmış olup kesme hızı (75 m/dak), ilerleme hızı (0.15 mm/dev) ve kesme derinliği (0.5 mm) sabit tutulmuştur. Deney sonuçlarına göre en iyi yüzey pürüzlülük değeri 100 ml/h debi, 45° püskürtme açısı ve 8 bar basınç kombinasyonunda elde edilmiştir. Varyans analizi sonucuna göre yüzey pürüzlülüğü üzerinde en etkili faktör %74,6 katkı oranı ile debi olmuştur. Bunu %9,1 ve %3,3 katkı oranları ile sırasıyla basınç ve püskürtme açısı takip etmiştir. İlk aşamada elde edilen optimum MMY parametreleri dikkate alınarak ikinci aşamada Nano-MMY'nin ve kesme parametrelerinin işleme performansı üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Bu amaçla Taguchi'nin L27 düşey dizini kullanılarak tam faktöriyel deney tasarımı yapılmıştır. Deney tasarımında performans karakteristiği olarak yüzey pürüzlülüğü ve takım ömrü dikkate alınmıştır. Kesme hızı (60, 75 ve 90 m/dak), ilerleme hızı (0,1, 0,15 ve 0,20 mm/dev) ve nanopartikül kakı oranı (0,5, 1 ve 1,5 % hacimce) ise kontrol faktörleri olarak belirlenmiştir. Deney sonuçlarına göre en iyi yüzey pürüzlülük değeri 90 m/dak kesme hızında 0,1 mm/dev ilerleme hızında hacimce %1 katkı oranında elde edilmiştir. En yüksek takım ömrü ise 60 m/dak kesme hızında 0,1 mm/dev ilerleme hızında hacimce %1 katkı oranında elde edilmiştir. Varyans analizi sonucuna göre yüzey pürüzlülüğü üzerinde %56,2 katkı oranı ile en etkili parametre ilerleme hızı olurken takım ömründe ise %49,1 katkı oranı ile kesme hızı olmuştur.
Biyodizel yakıt karışımları ile çalışan bir motorda püskürtme basıncının motor performansına ve egzoz emisyonlarına olan etkileri
Dizel yakıtlar birçok alanda kullanılmakta ve ülke ekonomisinde önemli bir yer teşkil etmektedir. Biyodizel, dizel motorları için, bitkisel ve hayvansal yağlar gibi yenilenebilir kaynaklardan üretilebilen, toksin olmayan, doğada kolay bozunabilir, çevreci alternatif bir yakıttır. Alternatif bir yakıt; teknik olarak uygulanabilir, ekonomik olarak geleneksel dizel yakıtla rekabet edebilir, çevresel açıdan güvenli ve kolay temin edilebilir olmalıdır. Dizel yakıtlarda bulunan kükürt bileşikleri atmosfere yayılarak sülfürik asit yağmurlarına yol açarken bitkisel yağların sülfür içerikleri sıfıra yakın olduğundan çevresel açıdan daha güvenlidirler. Avrupa Birliği'nin 2003/30/EC direktifi ile 2005 sonunda piyasaya arz edilen fosil yakıtlara %2 oranında biyoyakıt eklenmesi zorunluluğu getirilmiştir. Rudolph DIESEL ilk olarak 1893'te Almanya'da kendi icadı olan motorunun denemesini gerçekleştirmiş ve 1898'te Paris Dünya Fuarı'nda yer fıstığı yağını yakıt olarak kullanan motorunu sergilemiştir. 1911 yılında "Bitkisel yağların motor yakıtı olarak kullanımının ülkelerin tarımının gelişimine ciddi bir katkısı olacağını" ifade etmiş ve 1912'de "Bitkisel yağların motorlarda tercih edilmesi günümüzde önemsiz görünebilir, ancak bitkisel yağlar zamanla petrol ve kömür katranı kadar önem kazanacak" demiştir. Bu çalışmada, biyodizel yakıtlar direk püskürtme sistemine sahip tek silindirli dizel motorda farklı karışım oranlarında ve iki farklı yakıt püskürtme basınçlarında test edilmiştir. Deneyler tam yük altında farklı motor devirlerinde yapılmıştır. Biyodizel-dizel yakıt karışımlarının motor performansına, yanmaya ve egzoz emisyonlarına olan etkileri deneysel olarak incelenmiştir. Deneyler öncelikle referans dizel yakıt ile yapılmıştır. Referans dizel yakıtı ve biyodizel yakıtlar ile elde edilen deneysel sonuçlar kıyaslanmıştır.
3B yazıcı ile üretilen PLA40/ABS60 malzemesinin termal ve mekanik özelliklerinin deneysel incelenmesi
Üç boyutlu üretim teknolojisi son yıllarda hızla gelişen bir ivmeyle endüstriyel ve akademik çalışmalarda popüler hale gelmiştir. Otomotiv, havacılık, uzay, biyomedikal, tıp, inşaat ve gıda sektörlerinde kendine hızlı bir şekilde yer bulup adından sıkça söz ettirmektedir. Özellikle tıp ve biyomedikal sektöründe vazgeçilmez bir teknoloji olarak görülmektedir. İmplant ve protezlerin üç boyutlu yazıcı teknolojisi ile üretilmesi birçok hastaya umut ışığı olmuştur. Üç boyutlu yazıcı teknolojisi ile metal parçaların yanında plastik parçalarda biyomedikal sektöründe kullanılmaktadır. Metal ve kompozit malzemelerin yanında PLA (Poli Lactic Asit) ve ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene) malzemeler üç boyutlu yazıcılarda sıklıkla kullanılmaktadır. PLA'nın biyo uyumluluğu insan sağlığına zararının çok az olmasından dolayı biyomedikal uygulamalarda çok yaygın olarak kullanılmaktadır. Aynı şekilde ABS malzemenin yüksek dayanım özelliğinden dolayı makine ve otomotiv sektörlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu çalışmada PLA40/ABS60 filament malzemeden üretilen yeni malzemenin eriyik biriktirme metodu kullanılarak deney numuneleri üç boyutlu yazıcılar aracılığıyla hazırlanmıştır. Filament ergiyik akış indeksi ve numuneler üzerinde izod darbe deneyi, yoğunluk testi, akış testi, çekme testi, sertlik testleri yapılmıştır. Elde edilen sonuçların mekanik ve termal özellikleri incelenmiştir.
AISI 2507 süper dubleks paslanmaz çeliğin tornalanmasında hibrit soğutma/yağlama tekniklerinin yüzey pürüzlülüğü ve kesme sıcaklığı üzerindeki etkisi
Bu çalışmada, AISI 2507 dubleks paslanmaz çeliğinin farklı soğutma/yağlama şartları altında tornalanmasında, kesme parametrelerinin kesme sıcaklığı ve yüzey pürüzlülüğü üzerindeki etkileri incelenmiştir. Deneyler üç farklı soğutma yağlama koşulu altında (MMY, Kriyo ve Kriyo+MMY), üç farklı kesme hızında (80,120 ve 160 m/dak) ve üç farklı ilerleme hızında (0,16-0,20 ve 0,24 mm/dev) gerçekleştirilmiştir. Tornalama deneylerinde PVD yöntemi ile TiCN kaplanmış karbür kesici takımlar (CNMG 120408 ML) kullanılmıştır. MMY sisteminde kesme yağı olarak bitkisel esaslı kesme yağı, kriyojenik soğutma sisteminde ise sıvı azot (LN2) kullanılmıştır. Deneyler Taguchi ortogonal dizilimli L27 deney tasarımına göre gerçekleştirilmiş olup deneyler sonucunda elde edilen verilerin değerlendirilmesinde sinyal gürültü oranları (S/N) kullanılmıştır. Faktörlerin etki seviyelerinin belirlenmesinde ise varyans analizi (ANOVA) uygulanmıştır. Ayrıca tahmin denklemlerinin oluşturulması amacıyla çoklu regresyon analizi yapılmıştır. Deneysel çalışma sonucunda en düşük yüzey pürüzlülük değeri Kriyo+MMY soğutma yağlama şartında, 160 m/dak kesme hızı ve 0,16 mm/dev ilerleme hızında elde edilmiştir. En düşük kesme sıcaklığı ise yine Kriyo+MMY soğutma yağlama koşulunda, 80 m/dak kesme hızı ve 0,16 mm/dev ilerleme hızında elde edilmiştir. MMY'nin üstün yağlama özelliği ile kriyojenik soğutmanın üstün soğutma özelliğinin kombine edilmesi yüzey kalitesinin (yüzey pürüzlülüğü ve topografyası) artması ve kesme sıcaklığının düşmesi üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğu görülmüştür. ANOVA sonuçlarına göre yüzey pürüzlülüğü üzerinde %81,54 katkı oranı ile en etkili parametrenin ilerleme hızı olduğu kesme sıcaklığı üzerinde ise %91,30 katkı oranı ile en etkili parametrenin soğutma/yağlama yönteminin olduğu görülmüştür. Çoklu regresyon analizi sonucu elde edilen denklemlerin belirleme katsayıları yüzey pürüzlülüğü ve kesme sıcaklığı için sırasıyla 0,9551 ve 0,9875 olarak belirlenmiştir.
DD11 ve DD13 çeliklerinin farklı akım türleri ile kaynağında ısı transferinin sonlu elemanlar yöntemiyle analizi
Çeşitli çelik malzemelerin endüstri alanından günlük hayatımıza kadar birçok alanda kullanım yeri bulunmaktadır. Bu malzemeler kullanılırken birleştirme operasyonu ihtiyacı oluşabilmektedir. Kaynak yöntemi en çok tercih edilen birleştirme operasyonlarından biridir. Sanayi alanında metal bazlı malzeme kullanımı artış göstermesinden dolayı ilgili hammadde maliyetlerini de artırmaktadır. Hammadde giderek değer kazandığı için çoğu sanayi kuruluşu hurda ürün sayısını minimum seviyeye indirmeyi hedeflemektedir. İlgili ürünlerin hurda olmasında çeşitli sebepler olabilmektedir. Bu sebepler imalata geçmeden önce tespit edildiği takdirde ürün maliyetlerinde iyileştirme olacaktır. İmalata geçmeden önce yapılacak olan analiz çalışmaları ile sorunlar tespit edilerek, sorunlar çözüldüğünde ürün maliyetlerinde iyileştirme olacaktır. Bu analizler sayesinde kaliteli üretim yapılması hedeflenmektedir. Metal bazlı malzemelerin kaynaklı birleştirilmelerinde genel problem malzemeye yüksek ısı girdisi olması ve bununla birlikte malzemenin çarpılmaya uğraması olarak söylenebilir. Literatür taramalarında uygulanan kaynak yöntemleri ile elde edilen sonuçlar ışığında kaynak sırasında oluşan ısı transferinin malzemedeki mekanik ve mikro yapı özelliklerini olumsuz etkilediği bilinmektedir. Bu etkiler deneysel çalışmalar sonucunda da incelenebilmektedir fakat endüstride her zaman deneysel çalışma yapılabilecek imkân bulunmamaktadır. Bu nedenle kaynaklı imalat esnasında oluşacak olan distorsiyon ve artık gerilmelerin yön ve miktarlarının önceden tespit edilebilmesi sonlu elemanlar yöntemiyle tahmin edilebilmektedir. Bu çalışmada, 3 mm kalınlığındaki DD11 ve DD13 malzemesinin, birleştirilmeleri MAG kaynak yöntemiyle farklı akımlarda yapıldı ve malzemede oluşan ısı girdisi sonucu kaynak deformasyonu ve çarpılma miktarı sonlu elemanlar metoduyla analiz edilmiştir. Kaynak yapılan malzemenin sıcaklık ölçümleri karşılıklı olarak 6'şar toplamda 12 adet K tipi termokupl ile yapılmıştır. Deney sırasında kaynak başladığında kaynak dikişi sonunda henüz ark ısısının etkili olmadığı görülmüştür. Kaynak arkı son noktaya ulaştığında ise başlangıç noktasının soğuduğu görülmüştür. Bu nedenle sonlu elemanlar analizinde 100 mm boyundaki kaynak dikişi 10 eşit parçaya bölünerek analiz edilmiştir. Kaynak sırasındaki gerilmeleri görebilmek amacıyla deneyde elde edilen sıcaklıklar ışığında sonlu elemanlar yöntemi ile yapısal analiz yapılmıştır. Deney sonuçları ile simülasyon sonuçları karşılaştırıldığında birbiri ile uyumlu olduğu görülmüştür.
Ultra yüksek mukavemetli sac metal malzemelerin kare derin çekilmesinin deneysel ve sayısal olarak incelenmesi
Araç üreticilerinin talepleri doğrultusunda çelik üreticileri tarafından yüksek ve ultra yüksek mukavemetli sac metal malzemeler High Speed Steel (HSS) ve Advanced High Strength Steel (AHSS) üretilmiştir. Bu tür malzemeler; otomotiv, uzay ve savunma sanayi vs. gibi farklı sektörlerde kullanımı şekillendirilebildikleri oranda her geçen gün artmaktadır. Bu artışa, bu alanda yapılan ve devam eden akademik çalışmalar büyük katkı sağlamaktadır. Yüksek mukavemet gibi büyük avantaja sahip olmasının yanında düşük yüzde uzamalarına sahip olması şekillendirme açısından dezavantaja sahiptir. Sac malzemelerin maksimum şekillendirme oranı Sınır Çekme Oranı (SÇO) ile ifade edilmektedir. Bu deneysel çalışmada; İsveç çelik firması (SSAB) tarafından üretilmiş çift fazlı çeliklerden DP600 ve DP800 malzemenin kare derin çekilmesi işlemi hem deneysel hem de sonlu elemanlar yöntemi (SEY) olan ve sadece metal şekillendirme için geliştirilen Simufact Forming 16 versiyonu kullanılarak şekillendirilmiştir. Deneysel çalışmalar, çift etkili 50/20 ton kapasiteli Programmable Logic Controller (PLC) kontrollü hidrolik pers'te gerçekleştirilmiştir. Deneysel çalışmaya geçmeden önce ısı girdisini önleme adına sujeti marifetiyle çekme test malzemeleri kesilmiştir. Test sonucunda elde edilen veriler SEY işleminde kullanılmıştır. Şekillendirmeyi etkileyen parametrelerden sürtünme ve baskı plakası kuvveti optimize edilerek SÇO DP600 malzeme için 1,97 DP800 malzeme için 1,92 olarak elde edilmiştir. Deneysel çalışmalarda ise SEY sonucunda elde edilen SÇO değerleri benzerlik göstermektedir. Ayrıca kullanılan bu iki yöntem sonucunda sürtünme değeri coloumb değeri olarak 0,03 olduğu tespit edilmiştir. Bu çalışma bize SEY yönteminin deneysel çalışmaya geçmeden kullanılacak olması hem maliyet hem de zaman anlamında büyük avantaj sağlayacağını göstermektedir.
Koordinat ölçme cihazının tasarımı ve prototipinin gerçekleştirilmesi
Bu çalışmada, X, Y, Z koordinat eksenlerinde hareket eden ve cismin boyutlarını karşılaştırarak ölçülerini nokta bulutu olarak kaydeden koordinat ölçme cihazının prototipi yapılmıştır. X, Y, Z eksenlerindeki çalışma mesafeleri 500 mm olarak belirlenmiş ve her eksen limit anahtar ile sınırlandırılmıştır. Kaydedilen nokta bulutlarının modellenmesinin gerçekleştirilebilmesi için Visual Studio 2015 içerisinde Visual Basic programlama dilinde bir arayüz tasarlanmıştır. Bu yazılım ile prob cisme dokunduğunda X, Y, Z ekseni formatında koordinat değeri almaktadır. Bu değerler satır satır arayüzde görülmekte aynı zamanda metin belgesi olarak kaydedilecektir. Yazılım arayüzünden SolidWorks API (Application Programming Interface - Uygulama Programlama Arayüzü) kütüphanesi yardımı ile nokta bulutlarını birleştirilerek koordinatları kaydedilen cismin son modellenmesi gerçekleştirilmektedir. Prototipi yapılan koordinat ölçme cihazının performans testlerinde komparatör ölçümleri sonucu X ekseninde 0,043 mm, Y ekseninde 0,0354 mm, Z ekseninde 0,0385 mm ortalama bulunmuştur. Cihazın hassasiyeti komparatörle ölçümler sonucunda çıkan en büyük 0,043 mm değeri cihazın eksenlerinin hassasiyeti olarak kabul edilmiştir. Prob bağlanarak yapılan ölçümlerde X ekseninde 0,14 mm, Y ekseninde 0,13 mm, Z ekseninde 0,09 mm ortalama hassasiyet sonuçları bulunmuştur. Deney numunesi üzerinde yapılan testlerde en büyük ölçüm farkı 0,09 mm, en küçük ölçüm farkı 0,07 mm olarak tespit edilmiştir. Bu sonuçlar doğrultusunda probun genel hassasiyeti 0,14 mm olarak kabul edilmiştir.
Cnc torna tezgâhında ıslah çeliklerinin işlenmesinde titreşim ve yüzey pürüzlüğünün deneysel analizi
Islah çelikleri, iyi sertleşebilmeleri, yüksek mukavemet, yüksek tokluk özellikleri nedeniyle otomotiv, uçak, imalat sanayide yüksek yüklere maruz kalan yapı parçalarının üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadır. Sertleştirilmiş ıslah çeliklerinin işlenmesinde optimum tornalama ve kesme parametrelerinin seçilmesi durumunda silindirik taşlama tezgâhında elde edilebilen yüzey kalitesine ulaşılabilir. Bu deneysel çalışmada, ısıl işlemsiz, geleneksel ısıl işlemli ve geleneksel ısıl işlem sonrası temperleme işlemi uygulanmış AISI 4340 ıslah çeliği numunelerin (20, 46 ve 53 HRc) CNC Torna tezgâhında seramik kesici takımlar kullanılarak tornalanması esnasında titreşim ve yüzey pürüzlülüğü analiz edilmiştir. Yapılan ön deneyler neticesinde uygun kesme parametreleri belirlenmiş; dört farklı kesme hızı (140, 180, 220 ve 260 m/dak), üç farklı ilerleme (0,08, 0,14 ve 0,20 mm/dev), sabit kesme derinliği (0,3 mm) ve kuru kesme şartlarında deneyler yapılmıştır. Deneylerde yüzey pürüzlülüğü ve çevrimiçi olarak üç eksen titreşim genliği değerleri ölçülmüştür. Çalışma sonucunda yüzey pürüzlüğü ve titreşimi etkileyen en önemli kesme parametresinin ilerleme olduğu gözlenmiştir. Geleneksel ısıl işlem sonrası temperleme işlemi uygulanmış 46 HRc sertliğe sahip numunede titreşim ve yüzey pürüzlülüğü değerlerinin diğer numunelere göre daha düşük olduğu görülmüştür. Anahtar sözcükler: AISI 4340 çeliği, Tornalama, Yüzey pürüzlülüğü, Titreşim, Seramik kesici takım.
AA 6082 alüminyum alaşımlarında kesme parametrelerinin işlenebilirlik üzerine etkisinin araştırılması
Alüminyum alaşımları, yüksek dayanıklılık, ısı ve elektrik iletkenlikleri, ısıl işlemlere elverişli olmaları nedeniyle, otomotiv, demiryolu, gemi inşaat sektörü ve havacılık sektörlerinde yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Bu çalışmada 300x50x25 mm ebatlarında üç farklı AA 6082 alüminyum alaşımları kullanılmıştır. Kesici uçların yarısına, sıvı azot tüpleri ile soğutulan azot tanklarında kriyojenik işlem uygulanmıştır. Kriyojenik ve kriyojenik olmayan kesici uçlarla yüzey frezeleme işlemi yapılmıştır. Frezeleme işlemleri için belirlenen kesme parametrelerinin yüzey pürüzlülüğü ve kesme sıcaklığı üzerinde oluşturduğu etkiler gözlemlenmiştir. Deneylerde, iki farklı kesici uç (kriyojenik, kriyojenik olmayan) ile üç farklı kesme koşulu olarak kesme hızı (100-150-200 m/dak), ilerleme hızı (0,1-0,15-0,2 mm/dev), kesme derinliği (1-1,5-2 mm) değerleri kullanılmıştır. Kriyojenik uçlar ile yapılan deneylerde en düşük yüzey pürüzlülüğü 0,694 μm için kesme koşulları; 200 m/dak kesme hızı, 0,1 mm/dev ilerleme hızı ve 1 mm kesme derinliği olarak elde edilmiştir. Kriyojenik işlemsiz kesici uçlar ile elde edilen en düşük yüzey pürüzlülüğü 1,136 μm için kesme koşulları; 200 m/dak kesme hızı, 0,1 mm/dev ilerleme hızı ve 1 m kesme derinliğinde olarak tespit edilmiştir. Kriyojenik olmayan uçlarla yapılan deneysel çalışmada en yüksek yüzey pürüzlülüğü değeri 3.215'e ulaşılmıştır. Kriyojenik işlem uygulanmış kesici uçlar ile en düşük kesme sıcaklığı değeri 80,9 °C; 100 m/dak kesme hızı, 0,1 mm/dev ilerleme ve 1 mm kesme derinliği parametrelerinin uygulandığı deney çalışmasında belirlenmiştir. Kriyojenik olmayan kesici uçlarda en düşük kesme sıcaklığı 90 °C olarak; 200 m/dak kesme hızı, 0,2 mm/dev ilerleme hızı ve 2 mm kesme derinliği parametreleri ile gerçekleştirilen deney çalışmasında bulunmuştur. En yüksek kesme sıcaklığı değeri, kriyojenik işlemsiz kesici uç ile yapılan deney çalışmasında 182,5 °C olarak ulaşılmıştır. Elde edilen sonuçlarda kriyojenik uçlar ile yapılan deneylerde, kriyojenik işlem uygulanmamış uçlarla yapılan deneylere göre yüzey pürüzlülüğü ve kesme sıcaklığı değerlerinin azaldığı görülmüştür. Varyans analizi ile etkin kesme parametreleri belirlenmiştir.
Investigation of the effect of cutting tool cutting form, nose radius and cutting parameters on cutting force, surface roughness and tool wear in milling of 17-4 PH stainless steel
In this study, the effects of cutting tool cutting forms, cutting tool tip radius and machining parameters on cutting forces, surface roughness and tool wear were investigated experimentally in milling 17-4 PH stainless steel. Three different cutting speeds (70, 140, 210 m/min), three different feed rates (0.06, 0.09, 0.12 mm/rev) and constant cutting depth (1 mm) were taken as machining parameters. In the experiments, two different cutting forms (M-ML) and two different tip radius (0.4 - 0.8 mm) inserts were used. Cutting temperature, cutting forces, surface roughness of machined surfaces and tool wear values were measured during chip removal, and the obtained data were evaluated experimentally. As a result of the experiments, 19% lower cutting forces are tools with 0.4 mm tip radius are 16% lower cutting forces compared to cutting tools with 0.8 mm tip radius. measured. Cutting forces decreased with increasing cutting speed and increased with increasing feed rate for all cutting tools. Cutting temperatures increased for all cutting tools with increasing cutting speeds and feeds. The lowest cutting temperatures were measured with cutting tools ML cutting form with 0.4 mm tip radius. Surface roughness decreased with increasing cutting speed and increased with increasing feed rate. The lowest surface roughness was obtained with ML cutting form cutting tools with 0.8 mm tip radius. While ML-shaped cutting tools have been found to have 16% lower tool wear compared to M-shaped cutting tools, with 0.4 mm tip radius cutting tools, 8% lower tool wear than cutting tools with 0.8mm tip radius. has been found to occur. Tool wear increased with the increase in cutting speed and feed rate, and tool wear increased with the increase in chip volume.
Sac metal kalıpçılığında bilgisayar destekli kalıp maliyeti hesabı
Maliyet kontrolü kalıp sektörü açısından büyük önem taşımaktadır. Yapılan bu tez çalışmasında sac metal kalıplarında maliyet hesabı tahmini yapan bir program geliştirilmiştir. Kalıbın yapım aşaması süresince gerçekleşen işlem basamakları ve bu basamaklar esnasında kalıbı oluşturan tüm elemanların ayrı ayrı maliyetleri de dahil olmak üzere genel bir maliyet hesabı tahmini yapılmıştır. Sac metal kalıpçılığında bilgisayar destekli maliyet hesabı tahmini yapan bu yazılımın oluşturulma ve geliştirilme sürecinde; SolidWorks 2010 paket programı, SolidWorks altında çalışan Logopress programı ile Delphi ve Visual Basic programlama dilleri kullanılmıştır. Şerit tasarımı Logopress'te yapılan ürünlerin kalıp maliyetini hesaplayan kodlar delphi programlama dili ve VBA' da yazılan makrolar ile gerçekleştirilmiştir. Yapılan bu tez çalışması, ardışık kalıpların maliyet tahmini yapılması ve işlem sırasının analiz edilmesi hususunda kullanılmıştır.