35
Archived Theses
0
DOIs Assigned
0%
DOI Rate
Discipline
AT 33 magnezyum alaşımına Ti ve Nd elementleri ilavesinin özelliklere etkisinin incelenmesi
Yüksek özgül mukavemeti ve hafiflik özelliklerinden dolay magnezyum alaşımları, başta savunma sanayi ve taşımacılık sektörü olmak üzere otomotiv, bilgisayar, havacılık gibi birçok sektörde tercih edilmektedir. Magnezyumun iyi dökülebilirliği, yüksek sönümlenmesi, iyi işlenebilmesi, yüksek ısıl iletkenliği gibi bütün bu özellikleri magnezyumu kullanıma uygun bir metal yapmaktadır. Fakat magnezyum, alaşımsız olarak düşük mukavemet ve kırılma tokluğu değerlerine sahip olmasından dolayı genellikle alaşımlandırılarak kullanılmaktadır. Bu çalışmada AT 33 Magnezyum Alüminyum ve Kalay alaşımına Titanyum (Ti) ve Nadir Toprak Elementi Neodyumun (Nd) ilave edilerek alaşımın mikroyapısındaki ve mekanik özelliklerindeki değişimin incelenmesi amaçlanmıştır. Alaşımların üretiminde Mg (99,85), Al (%99,90), Sn (%99,90), Al-6Ti ve Mg-20Nd malzemeleri kullanılarak kokil döküm yöntemi ile üretimler gerçekleştirilmiştir. Döküm işlemi sırasında koruyucu gaz olarak CO2 +%2SF6 kullanılmıştır. AT 33 alaşımına ayrı ayrı ağırlıkça %0,05-0,1-0,2 oranlarında titanyum ve neodyum elementi ilaveleri yapılmış ve üretilen tüm alaşımlar üzerinde mikroyapı ve çekme testleri uygulanmıştır. Elde edilen her bir alaşım için çekme testleri uygulanmıştır. Yapılan deneyler sonucu alaşımların mikroyapısal özellikleri, taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve optik mikroskobu kullanılarak incelenmiş ve sonuçları yorumlanmıştır. Yapılan çalışma sonucunda, Mg3Sn3Al alaşımının mikroyapısı; alaşımın α-Mg dendiritlerinden, ötektik ağdan ve Mg2Sn intermetalik fazlarından oluştuğu tespit edilmiştir. Mg3Sn3Al alaşımının tane boyutu analizi ile α-Mg dendiritlerin ortalama tane boyutu 50-80 μm olarak hesaplanmıştır. Titanyum ilavesinin AT 33 alaşımı mikroyapısını modifiye ettiği, α-Mg dendiritlerinin boyutlarında azalmalara neden olduğu ve çekme mukavemeti değerlerini artırdığı tespit edilmiştir. Bununla birlikte, Neodyum ilavesi ile de AT 33 alaşımında mikroyapının incelmesi ile birlikte yapıda intermetalikler oluşturarak çekme mukavemetinde artışlar neden olduğu bulunmuştur. Mg3Sn3Al alaşımının çekme mukavemeti değeri 150 MPa olarak bulunmuştur. Mg3Sn3Al alaşımına ağırlıkça %0,1'e kadar titanyum ve neodyum ilavesinin, alaşımın çekme mukavemeti değerlerini artırmıştır. Çekme deneyi sonucu kırılma yüzeyleri incelendiğinde, Ti ve Nd katkısının Mg3Sn3Al alaşımının gevrek kırılmadan yarı sünek- gevrek kırılma davranışına uğradığı görülmüştür. Ayrıca yapılan çekme testleri sonucunda Ti ve Nd ilavesinin Mg3Sn3Al alaşımının % uzama değerlerinin arttığı tespit edilmiştir. Yapısal bileşenlerin hafif olması, maliyetleri düşürmek, çevresel etkiyi ve enerji tüketimini azaltmak için oldukça önemlidir. Bunu başarmak için çelik gibi malzemelerin alüminyum veya magnezyum gibi daha az yoğunluğa sahip malzemelerle değiştirirek yapısal bileşenleri hafifletmek en popüler yöntemlerden birisidir. Bununla birlikte, bu gibi daha hafif malzemelerin her zaman yapısal uygulamalarda mukavemet gereksinimlerini karşılayamaz ve bu nedenle mekanik özelliklerinin iyileştirilmesi gerekmektedir. Bu nedenle mekanik özellikleri iyileştirmek için daha fazla malzeme geliştirmeye ihtiyaç duyulmaktadır. Ayrıca bu tez, kokil kalıba döküm yöntemi ile üretilen magnezyum alaşımlarının çökelme sertleşmesi, ısıl işlem öncesi ve sonrası alaşımların mikroyapısı ve mekanik özelliklerinin incelenmesini içerir. Üretilen alaşımlardan bir kısmı oda sıcaklığında diğer kısmı ise çökelme sertleşmesi işlemi uygulanarak çekme testine tabi tutulmuştur. Daha yüksek mukavemet ve deformasyon kabiliyetine sahip Mg alaşımları üreterek alaşımların mekanik özellikleri, mikroyapısı ve ısıl işlem çerçevesinde karakterizasyon işlemi yapılmıştır.
Kesici takım geometrisinin kesme performansı ve delik kalitesine etkisi
Talaşlı imalat gelişen ve yeniliğin gün geçtikçe artan sanayide önemli bir yer tutmaktadır. Talaşlı imalatın yapı taşı olan kesici takım ve hammadde endüstriside gün geçtikçe gelişmektedir. Yeni tasarlanan ürünlerin maliyetlerinin azaltılması ve performanslarının geliştirilmesi için yenilikçi hammaddelere ihtiyaç duyulmaktadır. Hammaddelerin çeşitli oranlarda birleşimi sonucunda istenen maliyetler ve performans parametreleri sağlanmaktadır. Teknolojik gelişmeler sonucunda birçok malzeme çeşidinin firmalar tarafından araştırılması konusunda en önemli kısıtlardan biride talaşlı imalat alanında işlenebilirliğinin sorgulanmasıdır. Pirinç, bakıra belirli oranlarda çinko eklenerek elde edilen sarı renkteki alaşımların genel ismidir. Uzun ömürlü ve uygun maliyetlerde elde edilebilir olması, diğer malzemeler ile kıyaslanamayacak eşsiz nitelikteki birçok fiziksel özelliğe aynı anda sahip olması, elektrik ekipmanları ve hassasiyet gerektiren tüm hassas mühendislik endüstrisinde pirinç ilk sırada tercih edilen malzeme haline gelmiştir. Pirinç bulundurduğu benzersiz özellik kombinasyonları ile birçok parçayı üretmek için en iyi malzemedir. Bu da üretim maliyetini düşürür ve tasarrufu beraberinde getirir. Örneğin, iyi mukavemet ve süneklik, mükemmel korozyon direnci ve üstün işlenebilirlik gibi özellikler birleştirilebilir. Pirinçler diğer malzemelerin işlenebilirliğinin değerlendirmesi aşamasında standardı belirler. Ayrıca minimum işlemeye ihtiyaç duyabilmek adına pirinç çok çeşitli ürün formlarında ve boyutlarında mevcut olabilir. Bu konuda kesici takım geometrelerinin hammaddeye uygun olarak tasarlanıp üretilmesi işlenecek hammaddenin işlenebilirliği, yüzey kalitesi ve talaşlı imalat maliyetlerine doğrudan etki etmektedir. Bu çalışmada teknolojik gelişmeler sonuçunda CW 511L pirinç malzemenin birçok sektörde kullanılması ve talaşlı imalat alanında sıklıkla tercih edilen bir hammadde olması nedeniyle kesici takımların radyal talaş açısı, eksenel talaş açısı, yuvarlanma yarıçapı ve helis açısı parametreleri taguchı metodu kullanılarak belirlenmiş ve optimize hale getirilmiş kesici takım geometrisi elde edilmiştir. Optimize hale getirilmiş parametreler ile nihai kesici takım oluşturulmuş ve yüzey pürüzlülüğü, ilerleme kuvvetleri, talaş ağırlığı, çapak yüksekliği incelenmiştir. Tez çalışması kapsamında Ø90 x 30 mm boyutlarında 28 adet CW511L(CuZn38As) düşük kurşunlu pirinç alaşım malzemesi kullanılmıştır. Tüm talaşlı imalat deneylerinde Fanuc ROBODRILL Alpha kullanılmıştır. CW511L kurşunsuz piri D21LiB5 CNC dikey işleme merkezi nç alaşımın işlenebilirlik deneyleri için gerekli olan yekpare karbür takımlar ANCA FX7 Linear takım bileme tezgahında üretilmiştir. Kesici takımların tasarımı ANCA Toolroom programında yapılmıştır. Delik delme işlemleri sırasında kesme kuvvetleri maksimum 10 kN ölçüm yapan , 0 70 °C sıcaklık aralığında ve su altında çalışabilen Kistler 9129AA tipi çok bileşenli dinamometre kullanılarak ölçülmüştür. Elde edilen kuvvet verileri, LabAmp sistemi Tip 5167A amplifikatör kullanılarak bilgisayar aktarılmıştır. Veriler Dynoware yazılımı kullanılarak analiz edilmiştir. Tüm delik delme işlemlerinden sonra iç çap yüzeylerinin yüzey pürüz ölçülerek yüzey kaliteleri kıyaslanmıştır. Yüzey pürüzlülüğü ölçümlülük değerlerleri için Mitutoyo Surftest Extreme SV 3000 CNC yüzey pürüzlülük ve form ölçüm cihazı kullanılmıştır. Numune yüzeylerinin "Aritmetik Ortalama Pürüzlülük", Ra, ve "Maksimum Pürüzlülük Derinliği", Rz, değerleri ölçülmüştür. Kesici takım geometrisinde yer alan helis açısı kesici takımın kesme özelliğinin gelişmesine, talaşın daha rahat parçadan uzaklaştırılmasına ve işlenenen süreye verilene parametreler doğrultusunda etki etmektedir. Radyal talaş açısı kesici takımın kanalında yer alan kesme açısıdır. Bu açı hammad denin işlenebilirlik parametresine göre önem göstermektedir. Radyal talaş açısı kesme açısı olarakda ifade edilebilmektedir. Eksenel talaş açısı kesici takım dönerken veya hammadde dönerken kesici takım sabit konumda bulunduğunda kesme işleminde sürtmenin gerçekleşmemesi için yapılan boşaltma açısı da olarak ifade edilen açıdır. Açının değeri hammaddenin özelliğine göre belirlenmektedir. Yuvarlanma yarıçapı, kesici takım çalışma esnasında eksenel ve radyal kuvvetlere maruz kalır. Bu kuvvetler kesici takımın keskin yüzeylerinde çeşitli aşınmalara sebebiyet vermektedir. Bunun önüne geçilip daha fazla hammaddenin işlenmesini sağlanması için yapılan işlemdir. Yuvarlanma yarıçapı kesici takımın ömrünü ve kesme parameterleri üzerinde olumlu etkiler yaratır. Kesici takımın geometrisini oluşturan yapı taşları helis açısı, radyal talaş açısı, eksenel talaş açısı ve yuvarlanma yarı çapı hammadenin işlenmesi sırasında çeşitli talaş oluşumlarına sebebiyet verir. Bu talaşların incelenmesi ile geometrik özelliklerin geliştirilmesi sağlanır. Aynı zamanda kesici takım delme işlemini gerçekleştirdikten sonra hammadde üzerinde çapak oluşumuna sebebiyet verir. Delik delme operasyonlarında talaş kırılabilirliği oldukça önemli bir rol oynamaktadır. Delik delme esnasında talaşların işlenmiş yüzeyden dışarı atılması sebebi ile uzun talaşlardan kaçınılmalıdır. Delik delme performansı talaşın işlenmiş yüzeyden kolayca atılmasına bağlıdır ve işlenmiş yüzey kaliteside bu durumdan etkilenmektedir. Çalışmadan elde veriler doğrultusunda farklı pirinç alaşımları için optimum takım geometrileri oluşturulabilir ve standartlaştırma çalışmaları yapılabilir. Gün geçtikçe çevreye verilen önemin artmasıylada birlikte çevreye zararı minimum olan malzemeler üretilmektedir. Bu malzemelerin optimum işlenebilmesi için gelecekte yapılacak çalışmalar çok değerli olacaktır.
Laboratuvar tipi ekstrüzyon makinası imalatı
Günümüz dünyasında alüminyum metalinin önemi tartışılmaz boyutlara ulaşmıştır. Kaplar, levhalar, profiller ve levha kaplamaların üretimleri için alüminyum kullanımı, çevre kirleticiliği, hafriyat, binalar ve diğer yapılar için önemli bir malzemesidir. Son yillarda, alüminyum ekstrüzyon makinelerinin imalatı, alüminyum metalin ucuz ve dayanıklı işlemleri için başarılı bir şekilde kullanılmasını sağlamıştır. Bu tez, laboratuvar ortamında kullanılan bir alüminyum ekstrüzyon makinesinin imalat sürecini ve performansını incelemektedir. Laboratuvar tipi ekstrüzyon makinesi, küçük ölçekli çalışmalar için tasarlanmıştır ve prototiplerin veya örneklerin üretilmesinde kullanılmaktadır. Ekstrüzyon, imalat endüstrisinde sabit bir kesit profiline sahip nesneler oluşturmak için kullanılan bir işlemdir. Ekstrüzyon makinalarının kalıp tasarımı, ekstrüde edilmiş ürünün nihai şeklini ve kalitesini belirlediği için ekstrüzyon işleminin kritik bir yönüdür. Bir ekstrüzyon kalıbının tasarımı, ekstrüde edilen malzeme, istenen enine kesit profili ve ekstrüzyon işleminin hızı ve sıcaklığı dahil olmak üzere çeşitli faktörleri içerir. Kalıp tasarımı, ortaya çıkan ürünün tekdüze kalitede olmasını sağlamak için ekstrüde edilen malzemenin viskozitesi ve esnekliği gibi özelliklerini de dikkate almalıdır. Bilgisayar destekli tasarım (CAD) yazılımındaki gelişmeler, ekstrüzyon kalıplarını tasarlamayı ve optimize etmeyi kolaylaştırarak üreticilerin yüksek kaliteli ekstrüde ürünleri daha düşük maliyetle üretmesine olanak tanıdı. Bu makinanın en önemli bölümlerinden olan kalıp tasarımı CATIA programı kullanılarak yapılmıştır ve CES Selector yazılımı için yukarıda belirlenen temel kriterler, literatür çalışmalarından ve yazılım kullanılarak minimum ve maksimum değerleri belirlenmiş ve yazılıma girilmiştir. Yazılım ve araştırmaların gösterdiği en uygun kalıp malzemesi H13 sıcak iş çelik malzemesi olmuştur. Bu çalışmada kullanılacak olan Al ve Mg alaşımı, elektrikli direnç fırınlarında 730 C sıcaklıkta ergitme işlemleri yapılarak kokil kalıplara döküm uygulamaları gerçekleştirilmiştir. Döküm formunu alan metal alaşımları, talaşlı imalat yapılarak numune üretilmiştir.Yapılan bu çalışmalar sayesinde masaüstü boyutlarında ekstrüzyon makinesi ve kalıplarında numune çalışmalarının yapılmasını ve sonuçlarının hızlı bir şekilde elde edilmesine kolaylık sağlanmış olacaktır. Bu tez, ekstrüzyon makinesi imalatıyla ilgilenen akademisyenlere, mühendislere ve endüstri profesyonellerine değerli bilgiler sunmaktadır. Ekstrüzyon makinesi tasarımı ve üretim süreçlerindeki iyileştirmeler, endüstriyel uygulamalarda daha etkili ve verimli üretim sağlama potansiyeline sahiptir.
Bulanık çok kriterli karar verme teknikleri ile sürdürülebilir tedarik zinciri yönetimi ve tedarikçi seçimi
Son yıllarda sürdürülebilirlik yaklaşımı oldukça önem kazanmıştır. Gün geçtikçe çok daha fazla sayıda şirket, tedarikçi ilişkilerini ve tedarikçinin yaşam süresini iyileştirme ve önceden riskleri belirleyebilmek amacıyla prosedür ve sözleşmelerini tedarik zincirinin tamamını kapsayacak biçimde genişletmektedir. Global ve yerli en büyük şirketler peşpeşe sürdürülebilirlik ilkelerini yayınlıyor, yeni departmanlar açarak bu konuya ne kadar önem verdiklerini gösteriyorlar. Bugünün nesillerinin gereksinimlerini giderirken gelecek nesillerin ihtiyaçlarını şimdiden planlamak çok kritiktir. Bu çalışmada, tedarikçi değerlendirme ve seçme sürecine sürdürülebilirlik başlığının eklenmesiyle günümüz şartlarına daha uygun hale getirilerek ve objektif değerlere bağlı kalınması amaçlanmaktadır. Çevresel, ekonomik, sosyal, kalite güvence ve üretim boyutlarını içeren sürdürülebilirlik konuları ele alınmıştır. Ayrıca salgın döneminde bu ana kriterlerin tedarik zincirine etkisini incelemek amacıyla detaylı araştırma yapılmıştır. Tedarik zincirinin karmaşık yapısında bir savunma sanayi şirketinin tedarikçi seçiminin çoklu kriterleri sürdürülebilirlik dahilinde ve şirket isteklerine uygun şekilde yapılması hedeflenmiştir. Önce literatür araştırması yapıldı. Sürdürülebilir tedarikçi seçimi kriterleri tespit edilmiştir. Sonrasında savunma sanayisinde üretim yapan bir ana sanayi firmasından seçilen karar vericilerden, bu araştırmanın uygulanması için belirlenmiş olan bütün kriterleri önceden belirlenmiş önemlerine görece değerlendirmeleri talep edilmiştir. Bu çalışma çerçevesinde tedarikçi seçimini etkileyen tüm kriterler sürdürülebilirlik başlığı ve ana sanayi isterleri yapısına uygun olacak şekilde belirlenmiştir. Önem dereceleri belirlenen kriterlerin Bulanık AHP yöntemi ile ağırlıkları belirlenmiştir. Sürdürülebilir tedarikçi kavramının tedarikçi seçimi süreçlerine dahil olmasıyla çevre, sosyal, kalite güvence, ekonomi ve üretim kriterleri kullanılarak tedarikçi seçimi yapılmıştır. Bu kapsamda çalışmanın belirlenen kriterlerin ağırlıklarının hesaplanmasında Bulanık AHP yöntemi kullanılmıştır. Alternatif seçiminde Bulanık EDAS ve Bulanık VIKOR yöntemleri kullanılarak bütünleşik birçok kriterli karar verme modeli oluşturulmuştur. Bu yöntemler açısından çalışmaya özgünlük katmıştır. Ayrıca 5 ana kategori olması ve 19 alt kriterden oluşması çok fazl kriter olması sebebiyle bir diğer özgünlük olmuştur. Sonuçlar incelendiğinde firmanın çalıştığı aktif tedarikçilerin sıralamalarda ilk çıktığı gözlemlenmiştir. Karar vericilerin tutarlı olduğunun bir göstergesidir. Kullanılan iki yöntemde aynı alternatifin ilk çıkması yöntemlerin doğru uygulandığını göstermektedir. Farklı ÇKKV yönteminin kombinasyonu ve ele alınan çok sayıda alt ölçütlerin sürdürülebilirlik temalı olması, mevcut çalışmalara göre bu tez çalışmasını özgün ve kaliteli kılmaktadır. Kovid-19 döneminde tedarik zinciri yönetimi konularının araştırılması ve özgün analizler bu çalışmanın bir diğer literature katkısıdır.
Küresel vananın sonlu elemanlar analiz yöntemi kullanılarak optimize tasarımı
Vana teknolojisi, endüstriyel süreçlerin temelini oluşturan ve birçok sektörde hayatibir rol oynayan önemli bir unsurdur. 19. yüzyıldan bu yana gelişen ve çeşitlenen vana modelleri, endüstriyel tesislerde, enerji santrallerinde, su ve atık su tesislerinde, kimyasal tesislerde, petrol ve gaz endüstrisinde ve daha birçok alanda kullanılmaktadır. Bu çeşitlilik, farklı uygulamalara ve gereksinimlere uygun olarak tasarlanmış vanaların mevcut olduğunu göstermektedir. Günümüzde kelebek, iğneli, küresel, soketli, flanşlı, monoblok gibi çeşitli modellerdeki vanalar, üretimin olduğu birçok sektörde yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Özellikle küresel vanalar, boru hattı sistemlerinde akış hızını ve akış yönünü kontrol etmek veya akışı tamamen kesmek için sıklıkla tercih edilen akış kontrol bileşenleridir. Küresel vana üreticileri, tasarımlarını Amerikan Petrol Enstitüsü'ne (API) bağlı olarak API 6D ve ASME 16.34 standartlarına uygun şekilde değiştirmekte ve aynı zamanda API Q1 kalite beklentilerine uyum sağlamaktadır. Bu standartlar, küresel vanaların performans, güvenlik ve dayanıklılık açısından en yüksek şartları karşılamasını garanti etmektedir. Bu çalışmada, iç çapı 100 mm olan 600 sınıfı flanşlı trunnion küresel vana, belirlenen standartlar çerçevesinde sonlu elemanlar analizi yöntemiyle optimize edilerek tasarlanacak ve vananın performansı detaylı bir şekilde incelenecektir. Tasarım için SolidWorks, analiz için ANSYS yazılımı kullanılmıştır. Belirlenen koşullar ve optimizasyon kriterleri doğrultusunda, vananın yapısal bütünlüğü, dayanıklılığı özellikleri değerlendirilecektir. Bu analizler, işletmelerin doğru vana seçimi yaparak hem maliyetlerini düşürmelerine hem de operasyonel verimliliklerini artırmalarına katkı sağlayacaktır. Tezin yapısı beş bölümden oluşmaktadır: Birinci bölüm olan giriş kısmında, tezin yapısı, vanalarla ilgili tarihi, literatür taraması, problemin tanımı, gerekçe, konu, genel ve özel hedefler, tezin katkıları, kapsamı, sınırlamaları ve tezin gerçekleştirilmesi için benimsenen araştırma yöntemi ele alınmaktadır. İkinci bölüm olan küresel vanalar kısmında, küresel tip endüstriyel vanalarla ilgili literatür taraması yapılmaktadır. Bu bölümde ilgili çalışmalar, küresel vana, küresel vana tipleri, tasarım ve standartlaşma konuları incelenmektedir. Üçüncü bölüm olan materyel ve yöntemler kısmında, küresel vanalar için kullanılan standartları, tasarlanacak parçalardaki malzemelerin seçimleri ve bu malzemelerin karakteristik özellikleri detaylı incelenmektedir. Dördüncü bölüm olan yapısal analiz bölümünde 3 parçalı trunnion tipi küresel vananın parçaları tasarlanarak analizler yapılmış ve 2 parçalı küresel vana tasarımı elde edilmiştir. Beşinci bölüm olan sonuçlar kısmında, tezin sonuçları ve tezin araştırma projesine devam edecek gelecekteki çalışmalar için öneriler sunulmaktadır. Bu yapıyla, çalışmanın bütünlüğü ve amacı net bir şekilde ortaya konacak, araştırma süreci ve bulgular detaylandırılacaktır.
Dental implant (Ti6Al4V) ve abutment montajlarında farklı sistem alternatifi olarak mekanik sıkıştırıcıların araştırılması ve sonlu elemanlar analizi
Bu çalışmanın amacı, diş implant tedavisinde kullanılan implant ve abutment gibi bileşenler için alternatif tasarımlar ve malzemeler geliştirmektir. Diş implantları, eksik dişlerin yerine kullanılan yapay bileşenlerdir. İmplant sistemi, implant, abutment ve kron (protez) olmak üzere üç ana parçadan oluşur. İmplant, çene kemiğine vidalanarak yerleştirilir ve implant sisteminin temelini oluşturan dişin kökü olarak işlev görür. Yüksek biyouyumlulukları ve dayanıklılıkları nedeniyle genellikle titanyum alaşımı veya zirkonyumdan yapılırlar. Mevcut implant geometrileri üzerindeki yiv(diş) nedeni ile çene kemiğine montajı ve sonrasında, kemik üzerinde çizgisel kesme gerilmesine neden olduğu düşünülmektedir. Bu anlamda implant geometrileri için literatür çalışmalarında v-dişli, kare dişli, dikdörtgen dişli, ters koni dişli, çift dişli ve mikro dişli gibi çeşitli dişli türleri, implantın çene kemiğine tutunmasını iyileştirmek için uygulanmıştır. Ayrıca, literatür incelemeleri, farklı dişli türlerine yönelik geniş kapsamlı çalışmalar göstermiştir. İmplant üzerindeki yiv(diş) yerine çene kemiği yuvasında çap yönünde genişleyen bir gömleğin esas alındığı bu çalışmada, tasarlanan alternatif implant sistemi gömlekli implant olarak tanımlanmıştır. Tasarımı yapılan gömlekli implant ile mevcut implant geometrilerine ait modeller için eksenel ve açılı kuvvet altında sonlu elemanlar analizi (FEA) uygulanması hedeflenmiştir. Sonlu elemanlar analizi (FEA), mühendislikte bir yapının veya bileşenin davranışını sayısal olarak modellemek ve simüle etmek için yaygın olarak kullanılan bir yöntemdir. Bu amaçla çene kemiğine Ø5.2 mm x 4 mm ölçülerinde "copaSKY" markalı bir diş implantı yerleştirilmiştir. Ayrıca, Ø5.5 x 4.5 mm ve Ø5.6 x 5 mm ölçülerinde tasarlanan gömlekli implant da çene kemiğine yerleştirilmiştir. Her iki modele de 100N ile 400N arasında değişen eksenel ve eğik kuvvetler uygulanmıştır. Modellerin deformasyon, gerilim gibi analiz değerleri karşılaştırılarak yorumlanmıştır. Sonuç olarak, diş implantlarının dişleri üzerinde gerilme yığılmaları gözlemlenmiştir. Buna karşın, alternatif gömlekli implant modellerinde, dişlilerin olmaması nedeniyle gerilme yığılmalarının kayma yönünde doğrusal yerine eksenel ve homojen olarak dağıldığı anlaşılmıştır. Deneysel uygulama olarak, gömlekli implantın metal prototipleri ve mevcut implant tedavisinde kullanılan bir implant örneği (copaSKY) cansız bir kemik parçasına yerleştirilmiştir. Daha sonra, kemik üzerindeki implantlara saniyede bir baskı yapacak şekilde 2954-8833 aralığında baskı yapacak pnömatik bir test düzeni oluşturulmuş ve kemik üzerindeki deformasyon miktarı bir yük hücresi ile ölçülmüştür. Ölçüm verileri ANSYS'te kuvvet değeri olarak kullanılmış ve ölçüm verileri sonlu eleman testi sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Bu çalışmanın bir diğer amacı, çiğneme sırasında farklı yönlerden ve kuvvetlerden kaynaklanan kuvvetler için abutment üzerindeki gerilme yığılmalarını azaltmaktır. Klinik açıdan, mevcut implant tedavi uygulamalarında kullanılan abutmentlerin yetersizliği ve sınırlı montaj yüzeyi veya geometrisi, farklı tasarımlar arayışına yol açmıştır. Bu bağlamda, implant-abutment bağlantısının mekanik dayanıklılığını artırmak ve daha homojen bir gerilme dağılımı sağlayarak implant sisteminin uzun vadeli başarısını sağlamak hedeflenmiştir. Bu amaçla beş farklı abutment tasarımı yapılmıştır. Bu tasarımlara ait modellerin deformasyon ve gerilme yükü dağılımını hesaplamak ve karşılaştırmak için simülasyon ortamında eksenel kuvvetler uygulanmıştır. Yöntem olarak, implant tedavilerinde kullanılan parçaların ve implant sistemini oluşturan bileşenlerin üç boyutlu modelleri tasarlanmıştır. Bu modellerle farklı abutment tasarımları oluşturulmuştur. İmplant tedavilerinde kullanılan mevcut malzeme değerleri referans alınarak, her implant sistemi modeline ANSYS yazılımında farklı eksenel yükler uygulanarak sonlu elemanlar analizi (FEA) yapılmıştır. Uygulanan yük sonrası elde edilen gerilme değerleri için karşılaştırmalı analiz grafikleri hazırlanmış ve yorumlanmıştır. Bulgular, abutment tasarımı ve malzeme seçiminin mekanik performansı önemli ölçüde etkilediğini göstermektedir. Mevcut abutment geometrisinin de karşılaştırıldığı beş farklı abutment modeliyle oluşturulan implant sistemleri arasında, özellikle viskoelastik ve yüzey alanı artırılmış abutment tasarımlarının, yükün abutment üzerinde homojen ve eksenel olarak dağıtılmasına katkı sağladığı tespit edilmiştir. Gerilim değerleri ve dağılımları göz önüne alındığında, bu çalışmada mevcut abutment modellerine alternatif olarak değerlendirilen tasarımların, abutment malzemesinin mekanik ömrüne olumlu katkı sağladığı sonucuna varılmıştır. Bu çalışma, mevcut uygulamalara yeni bir bakış açısı sunarak tedavi uygulamalarına bir alternatif sağlamaktadır. Bu çalışmaların bulguları, modern diş implantları ve abutmentlerde kullanılan tasarım ve malzemelerin geliştirilmesine önemli katkılar sağlamaktadır. Ancak, gelecekteki çalışmalarla bu bulguların daha da geliştirilebileceği mümkündür. Örneğin, biyomalzeme biliminin ilerlemeleri kullanılarak, implant ve abutment sistemlerinde kullanılan farklı malzemelerin biyomekanik özellikleri değerlendirilebilir. Ayrıca, biyouyumlu polimerler gibi alternatif malzemeler, titanyum alaşımı ve zirkonyum gibi geleneksel metallerin yerini alma potansiyeline sahiptir. Özellikle, PEEK gibi polimerler üzerine yapılan araştırmalar, implantların uzun vadeli başarısını artırabilir. Bunun yanı sıra, bu çalışmada laboratuvar koşullarında elde edilen sonuçların gelecekteki klinik çalışmalarla desteklenmesi gerekmektedir. Yeni tasarım ve malzemelerin gerçek dünya performansını doğrulamak için gerçek hastalar üzerinde uzun süreli klinik gözlemler hayati öneme sahiptir. Ayrıca, implantların kemikle bütünleşme süreci olan osseointegrasyon daha ayrıntılı olarak incelenebilir ve bu süreci hızlandıran ve başarı oranlarını artıran yeni yüzey kaplamaları ve mikro yapılar geliştirilebilir. Bu tezin bulgularına dayanarak, gelecekte bilgisayar destekli tasarım (CAD) ve üretim (CAM) teknolojilerinin daha geniş kullanımı, implant ve abutment tasarımlarının kişiselleştirilmesine olanak tanıyacaktır. Bu kişiselleştirilmiş tasarımlar, her hastanın benzersiz anatomik yapısına göre özelleştirilmiş implantların üretilmesine olanak tanıyarak cerrahi prosedürlerin başarı oranlarını artırabilir ve iyileşme sürelerini kısaltabilir. Son olarak, yapay zekâ ve makine öğrenimi algoritmaları kullanılarak geliştirilen simülasyon modelleri, implant yerleştirme sürecindeki riskleri minimize edebilir ve cerrahlar için karar verme süreçlerini destekleyebilir. Özellikle, farklı hasta gruplarına uygulanabilir kişiselleştirilmiş tedavi planları geliştirilebilir. Gelecekteki araştırmalar, bu tür yapay zekâ uygulamalarının klinik ortamlarda geliştirilmesine ve test edilmesine odaklanmalı, diş implantolojisinde önemli yenilikler sunmalıdır. Bu çalışma, mevcut implant sistemlerine alternatif olarak yeni tasarımlar sunmakla kalmayıp, gelecekteki araştırmalarla daha kapsamlı sonuçlar elde edilebileceğini de öne sürmektedir. Yeni malzemelerin, tasarımların ve teknolojilerin geliştirilmesi, diş implantlarının klinik başarısının artırılmasında kilit adımlar olacaktır. Malzeme geliştirme bağlamında, gelecekteki çalışmalar hem polimerlerin hem de metallerin özelliklerini birleştiren kompozit malzemelerin optimizasyonuna da odaklanabilir. Bu tür hibrit malzemeler, metallerin gücünü ve dayanıklılığını, polimerlerin esnekliği ve biyouyumluluğu ile birleştirebilir. 3D baskı teknolojisinin kullanılarak bu malzemelerle hasta spesifik implantların üretilmesi, diş tedavilerinde devrim yaratabilir. Hassas özelleştirme ve hızlı prototipleme sağlayarak, 3D baskı, üretim sürelerini ve maliyetleri azaltırken yüksek kaliteli sonuçlar elde edilmesini sağlayabilir. Ayrıca, implantların osseointegrasyonunu (implantın kemikle bütünleşmesi) ve antibakteriyel özelliklerini iyileştirmek için yüzey işleme teknolojileri araştırılabilir. Hidroksiapatit veya titanyum dioksit gibi kaplamalar, kemiğin doğal yapısını taklit ederek, implantın çevreleyen doku ile bütünleşmesini artırabilir ve iyileşme süresini kısaltabilir. Bu gelişmeler, modern diş implantolojisinde hasta sonuçlarını iyileştirmek için kritik öneme sahiptir.
Pres kalıpları imalatında malzeme seçimi için bir karar destek sistem tasarımı ve uygulaması
Günümüzde malzeme seçimi için kullanılabilecek birçok alternatif malzeme bulunmaktadır. Uygun malzeme seçimi yapmak, alınan kararların doğru ve tam isabetli olmasına bağlıdır. Doğru malzeme seçimi ile yapılan imalatın yüksek kalite ve düşük maliyet açısından önem arzetmektedir. Son yıllarda malzeme seçiminde kullanılan yöntemler açısından önemli gelişmeler kaydedilmiştir. Bu yöntemlerden birisi de çok kriterli karar verme yöntemi olarak Analitik Hiyerarşi Prosesi'dir (AHP). Bu tez çalışmasında, kesme kalıpları imalatında kullanılan çelikler arasından uygun çelik seçimi araştırma konusu olarak irdelenmiş ve çözüme kavuşturulmuştur. Araştırmada öncelikle, malzeme seçiminde kullanılacak yöntemle ilgili bilgi verilmiştir. Ardından problemin çözümüne etki eden kriterler olarak; aşınma direnci, tokluk, yüksek sıcaklıkta çalışma sertliği, genel kullanım sertliği, bulunabilirlik, maliyet ve işlenebilirlik belirlenmiştir. Uygun malzeme seçiminde seçenek olarak takım çelikleri sınıfından soğuk iş takım çeliklerinden D2, D3, D4, D5, D7 çelikleri seçilmiştir. Analitik Hiyerarşi Prosesi yöntemi ile problem çözümü için Expert Choice (EC) programından yararlanılmıştır. Ulaşılan sonuçlar incelenerek, duyarlılık analizleri yapılmıştır. Bu uygulamalar sonucunda, kriterlerden aşınma direnci %26 olan kriter, en önemli kriter olarak belirlenmiştir. Seçenekler arasından ise en uygun malzeme olarak D2 çeliği önerilmiştir.
Parametrik kalıp tasarımı
Bu çalışmada, otomotiv sektöründe kalıp tasarım süreçlerinin kısaltılması ve bu süreçte tasarım kalitesinin nasıl arttırılacağı araştırılmıştır. Kalıp tasarım süreçlerinin kısaltılması için bilgisayar destekli tasarım programlarından birisi olan Catia programı kullanılarak parametrik setlerin oluşturulması tasarım sürelerinin kısalmasına, tasarım hatalarının önüne geçilmesine ve en önemlisi kalıp tasarımlarının hızlıca güncellenebileceği belirlenmiştir. Günümüz dünyasında hızla gelişmekte olan otomotiv sektörü onlarca yeni modeli ile ürünlerini tüketicilerin hizmetine sunmaktadırlar. Bu konuda Türkiye'de de hızla gelişmekte olan sektör, üretim adetlerini 1.000.0000 adet/yıl üzerine çıkarmıştır. Bir yandan otomotiv sektörü gelişirken, bir yandan da hem dünyada hem ülkemizde kalıpçılık sektörü de hızlıca gelişmektedir. Yeni üretilen otomobil modelleri ile ortaya çıkan agresif formlar, keskin hatlar, yeni nesil malzemeler vs. kalıpçılık sektörünü zorlamaktadır. Bütün bunların yanında artan rekabet koşulları göz önüne alındığında hem kalite beklentileri hem de zaman baskısı kalıp üreticileri üzerinde olumsuz etkilere yol açmaktadırlar. Bunların aşılması için dünya genelinde 1990 yıllardan itibaren, ülkemizde ise 2000'li yılların başından itibaren yaygın biçimde kullanılan bilgisayar destekli tasarım programlarının kullanımı yaygınlaşmıştır. Ülkemiz otomotiv endüstrisinde Saç metal parçaların ve Trim parçalarının kalıp tasarımlarında kullanılan CAD programlarına bakıldığında Catia V5 , NX-Siemens, Pro-Engineer, Solidworks, Top Solid vs. olduğunu görmekteyiz. Kalıpçılık sektörü incelendiğinde tasarım süreçlerini iyileştirmek için bir arayış içerisinde olduğu bilinmektedir. Bu süreçlerin iyileştirilmesi için yapılan çalışmaların niteliğine bakıldığında bir takım eksikler gözlemlenmiştir. Yaptığımız bu çalışmada kalıp tasarımımızı 2D sketch ortamında çizgi ve noktaların yönetilmesi ile hızlıca düzenleyebilecek ve bu değişikliklerin 3D ortamında hızlıca güncellenmesini sağlayacak Parametrik Kalıp Tasarımı kavramı üzerinde bazı geliştirmeler tartışmaya açılmıştır. Bu çalışma ile birlikte kalıp tasarımı ve uygulamalarında parametrik tasarım yöntemi ile kalıp standart parçalarının, ana sanayi döküm ve çelik konstrüksiyon mekanik standartlarının hızlıca modellenmesi için geliştirme önerileri sunulmuştur.
Su jeti destekli lazer sisteminin işlem kalitesine etkisinin incelenmesi
Lazer teknolojisi uzun yıllardır birçok sektörde önemini gün geçtikçe arttırarak, kullanım alanlarını genişletmektedir. Birçok alanda faaliyet gösteren bu teknoloji, kullanıldığı sektörlerde alternatiflerini geride bırakmayı başarmıştır. Lazer teknolojisi ile malzeme kesim kalitesini iyileştirmek için pek çok ar-ge faaliyeti gerçekleştirilmektedir. Lazer kesim işlemlerinde ışığın doğru yöne aktarılması ve doğru mesafeye odaklanması en önemli aşamadır. Odak noktasının farklı malzeme kalınlıklarına bağlı değişimi imalatta zaman kayıplarına neden olmaktadır. Bunun yanında kesilebilecek malzeme çeşitliliğini sınırlandırmaktadır. Bununla ilgili her ne kadar üç eksenli makinalar üretilse de bu sorun tam anlamıyla çözülememektedir. Bu çalışmada bu soruna çözüm getirebilmek için toplam iç yansıma olgusundan yararlanılmıştır. Bu bağlamda ışın bir su jeti içerisinde güdümlenerek, odak noktasından sonra tekrar açılması engellenmeye çalışılmıştır. Bu amaçla bir su jeti başlığı tasarlanmış ve lazer ışını bu başlık ile küçük çaplı bir su jeti içerisine odaklanmıştır. Su jeti vasıtasıyla güdümlenmiş lazer ışını ile polimetilmetakrilat malzeme yüzeyine farklı odak mesafelerinden atışlar yapılmıştır. Mikroskop ile bu atışların bıraktığı izlerin boyutları ölçülmüş ve geleneksel kuru lazer ile karşılaştırılmıştır. Her iki yöntem için üç farklı odak mesafesi kullanılmıştır. Geleneksel yöntemde kullanılan odak mesafesi değerleri 63,5 mm, 65,5 mm, 67,5 mm'dir. Su jeti güdümlü lazer yönteminde kullanılan odak mesafesi değerleri 68 mm, 70 mm ve 72 mm'dir. Odak mesafesinin artışına bağlı iz çapında meydana gelen büyüme konusunda su jeti güdümlü yöntem ile %5-33 oranında iyileşme sağlanmıştır. Su jeti güdümlü sistemle elde edilen iz derinliğinde %5-70 oranında değişen bir artış sağlanmıştır. Ayrıca iz formunun daireselliğinde % 51-70 oranında iyileşme olduğu belirlenmiştir.
Doğal hidroksiapatit toz üretimi, karakterizasyonu ve antibakteriyel özelliklerinin belirlenmesi
İnsan yaşamı için en önemli eksiklerden biri yedek parçasının olmamasıdır. Herhangi bir kaza veya hastalık sonucunda kaybedilen veya hasara uğrayan bir organ ancak implant denilen dışarıdan bir malzeme ile onarılabilmektedir. Bu yüzden biyolojik sistemlerle etkileştiğinde uyum sağlayabilecek (biyo uyumlu) ve vücudun istediği mekanik özellikleri taşıyan yeni malzemelerin geliştirilmesi için yoğun çaba harcanmaktadır. Bu konuda son yıllarda yapılan çalışmalar, insanın kemik yapısının %60 hidroksiapatit içerdiğini kanıtlanmıştır. Hidroksiapatitin üretimi temelde kimyasal ve doğal hammaddelerden üretim şeklide ayrılabilir. Bu çalışmada, ülkemizde hayvancılık gelişmiş olduğu ve doğal hammaddelerden üretim yönteminin çok daha ekonomik bir proses olması sebebiyle termal yöntem olarak bilinen doğal hammaddelerden üretim metodu kullanılmıştır. Yapılacak deneysel çalışmaları özetleyecek olursak; termal yöntem ile hayvan kemiklerinin ilik ayırma, yakma, karbon uzaklaştırma, öğütme işlemleri sonunda hidroksi apatit toz eldesi, içerisine biyouyumluluğunu bozmayacak şekilde sinterlemeyi kolaylaştırıcı ilaveler kullanarak veya kullanmadan atmosfer kontrollü fırınlarda yoğun hidroksi apatit parça üretimi gerçekleştirilmiştir. Üretilen hidroksiapatit tozlarının anti bakteriyel testlere tabi tutularak anti bakteriyel özellikleri incelenmiştir. Kullanılacak bakteriler insan vucudunun en çok maruz kaldığı bakterilerden seçilmiştir. Üretilen hidroksi apatit tozu taramalı elektron mikroskobuyla (SEM) tane morfolojisi, X-Işını kırınımı (XRD) ile faz oluşumları karakterize edilecektir. Üretilen tozlara gerekli anti bakteriyel testler uygulanmıştır. Üretilen hidroksiapatit tozu katkısız, farklı sinterleme ilaveleriyle ve farklı oranlarda kullanılarak sinterlenme-yoğunlaşma davranışları incelenmiştir. Elde edilen nihai ürünler Arşimet prensibiyle yoğunlukları, sertlik ve basma mukavemetleri incelenmiştir. XRD analiziyle faz içeriği, SEM yoğunlaşma davranışları ve gözenek morfolojileri FTIR, ICP, XRF analizleri ile element analizleri belirlenmiştir.
Soğuk metal transferi kaynak yöntemiyle birleştirilmiş martenzitik çelik sacların mekanik özelliklerinin incelenmesi
ÖZET Anahtar kelimeler: 1200M Martenzit Çeliği, CMT-Lehimleme, Çekme Mukavemeti Araçlarda, sürücü ve yolcu güvenliğini arttırmak ve yakıt tüketimini azaltmak amacıyla geliştirilmiş yüksek mukavemetli çelikler kullanılmaktadır. Çok yüksek mukavemete sahip olan martenzitik çelikler; otomobillerin güvenlik bileşimleri, Kapı kirişleri ve tampon gibi uygulama alanlarına sahiptir. Martenzitik çelikler, tamamen martenzitik yapı içerdiklerinden ötürü geleneksel gaz altı kaynak yöntemleri olan Metal Inert Gaz (MIG) ve Metal Aktif Gaz (MAG) gibi yöntemleri yerine ısı girdisi daha az olan Soğuk Metal Transferi (Cold Metal Transfer (CMT)) yöntemi tercih edilmiştir. Aynı zamanda lehim teli olarak ergime derecesi düşük olan (1030-1035ºC) CuAl8 teli kullanılmıştır. Bu çalışmada 1 mm kalınlığa sahip DOCOL 1200M martenzitik çelik saclar CMT-lehimleme yöntemi kullanılarak bakır esaslı bir tel olan CuAl8 teli ile birleştirilmiştir. Numuneler iki farklı bağlantı biçimi olan alın ve bindirme bağlantılar olarak hazırlanmıştır. Lehimleme tatbikleri beş farklı parametrede, akım şiddeti, lehim ilerleme hızı, gaz basıncı, lehimleme aralığı ve torç açısı olarak incelenmiştir. CMT-lehimlenmiş malzemelerin mukavemet özellikleri ve bağlantı bölgesi arasındaki mikro sertlik dağılımları incelenmiştir. Makro ve mikroyapı tetkiklerinde optik mikroskop, taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve noktasal element analiz cihazı EDS kullanıldı. Bu çalışmada akım şiddeti, lehim ilerleme hızı, gaz basıncı, lehimleme aralığı ve torç açısının lehimlenen bağlantı bölgesi ve 1200M martenzitik çeliği arasındaki geçiş bölgesinin mikroyapısı ve mikro sertliği üzerindeki dağılımları araştırılmıştır.
Sürtünme kaynak makinesinde kaynak parametrelerinin kapabiliteye etkisinin incelenmesi
Bu çalışmada; sürtünme kaynak makinasının, istatiksel süreç kontrolü ile adaptasyonu değerlendirilmiştir. Proses kontrolünde kullanılan parametrelerin kapabiliteye olan etki analizi için çeşitli deneyler yapılmıştır. Bu deneylerde; minitap parça-kapabilite analizleri, numune parçaları çekme testi, sızdırmazlık testi, şok testi, patlatma testi, enine kesit alınmış numunelerin görsel kontrolleri ve optik mikroskop görüntüleri incelenmiştir. Yapılan incelemeler sonucunda; makinaya özel uygun parametre aralıkları bulunmuştur ve istatiksel süreç kontrolü- hatasızlaştırma çalışmaları (Poka-yoke – Sensör) yöntemleri ile bu prosesin kontrolü ve devamlılığı sağlanmıştır. Bu çalışma sonucunda sürtünme kaynak makinasının prosesinde üretilen parçaların hata oranının minimum seviyede tutulması sağlanmıştır.
DOP600-8XXX serisi alüminyum alaşımının CMT tekniği ile birleştirilebilirliğinin incelenmesi
Günümüzde çift fazlı yüksek mukavemetli saclarının kullanımı oldukça yaygınlaşmıştır. Son yıllarda gelişen teknoloji ve artan pazar payı ile araç gövdelerinde düşük fiyat, iyi korozyon dirençleri ve mekanik özelliklerini birleştiren galvanizli çelik sacları kullanmaya başladı. Galvanizli DP 600 çelik saclar özellikle otomotiv endüstrisinde korozyon direnci ile konstrüksiyonlarda geniş oranda kullanılmaktadır. Bu çalışmada 1,2 mm kalınlığa sahip DP 600 çelik saclar ile 2,2 mm kalınlığında yaşlandırılmamış 8006 serisi alüminyum alaşımlı levhanın MIG-lehimleme yöntemi kullanılarak silisyum esaslı bir tel olan AlSi5 teli ile birleştirilmiştir. DP 600 çeliğini belirli parametrelerde delinerek MIG-lehimeleme işlemei yapılmıştır. Lehimleme tatbikleri dört farklı parametrede, akım şiddeti, delikç çapı, gaz basıncı ve robot hızı, aralığı olarak incelenmiştir. MIG-lehimlenmiş malzemelerin mukavemet özellikleri, çekme-sıyırma, çekme makaslama, h biçimi çekme ve bağlantı bölgesi arasındaki mikrosertlik dağılımları incelenmiştir. Makro ve Mikroyapı tetkiklerinde optik mikroskop, taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve noktasal element analiz cihazı EDS kullanıldı. Bu çalışmada Minitab programı kullanılarak taguchi deney tasarımı kullanılmıştır. Mekanik özelliklerin etkisine bağlı olarak optimum kaynak parametreleri belirlenmiştir.
TRIP 800 çeliklerinin elektrik direnç nokta kaynağında mekanik özelliklerinin incelenmesi
Otomotiv endüstrisinde düşük fiyat, iyi korozyon özellikleri ve mekanik özellikleri birleştiren TRIP 800 çelik sacları, özellikle otomotiv endüstrisinde plastik gerinim altında yüzde uzamasının yüksek olması (yaklaşık %30) nedeniyle kullanılmaktadır. Elektrik direnç nokta kaynağının otomotiv endüstrisinde belki de en yaygın uygulanması otomobil üretim endüstrisidir ve neredeyse evrensel olarak levha metallerden araç oluşturmak için kaynak yapılması için kullanılır. Bu çalışmada 1,5 mm kalınlığa sahip TRIP 800 çelik saclar elektrik direnç nokta kaynağı yöntemi kullanılarak birleştirilmiştir. Numuneler farklı kaynak zamanları ve farklı akım şiddeti değerleri kullanılarak kaynak edilmiş ve sonuçlar incelenmiştir. Elektrik direnç nokta kaynağı uygulanmış numunelerin mukavemet özellikleri, mikrosertlik dağılımları incelenmiştir. Makro ve mikroyapı tetkiklerinde optik mikroskop, taramalı elektron mikroskobu (SEM) kullanıldı. Bu çalışmada akım şiddeti ve kaynak zamanının kaynak edilmiş bağlantı bölgesi ve TRIP 800 çeliği arasındaki geçiş bölgesinin mikroyapısı ve mikrosertliği üzerindeki dağılımları araştırılmıştır.
Kil takviyeli alçak yoğunluklu polietilen kompozit üretimi ve mekanik özelliklerin incelenmesi
Bu çalışmanın ana amacı partikül takviyeli kompozit malzeme ürtetimidir. Matrik malzme ile takviye malzeme arasındaki temas bölgesinde bir yapışma amaçlanmaktadır. Bu çalışmada mukavemet artışlar veya azalmalar gözlenmektedir. Kompozit malzeme üretmek için polimer matriks (Düşük yoğunluklu polietilen - LDPE) malzeme içersine ağırlıkça (%1, %2, %4, %6, %8 ve %10) kil takviyesi (Bentonit) eklenmektedir. Bu karışıma alkol eklenip kavanoz değirmende karıştırılmaktadır. Son karışım kompozit çubuklar üretmek için ekstrudere konulmaktadır. Ekstruderde üretilen kompozit çubuklar merdaneli kırıcıda kırılmaktadır. Merdaneli kırıcıda üretilen kompozit taneleri enjeksiyona eklenerek kompozit plaka elde edilir. Kompozit plakalardan Çekme (ASTM D680) ve Eğme (ASTM D790) testi standartlarına uygun işlenmesiyle numunelerin testleri yapılmaktadır. Bu çalışmada takviye edilmemiş LDPE ile montmollonit takviyeli kompozit malzemeler arasında mukavemet artışları ve azalmaları gözlenmektedir. Kompozit malzemenin yapısını SEM görüntüleri ile desteklenmektedir ve sonuçlar yorumlanmaktadır.
DP800 çelik sacların elektrik direnç nokta kaynağında hasar modunun tespiti
Otomotiv endüstrisinde son yıllarda yüksek mukavemetli çeliklerin kullanımı oldukça yaygınlaşmıştır. Bunlar arasında çift fazlı (Dual Phase, DP) çelikler yüksek dayanım ve şekillendirilebilirlik açısından ön plana çıkmaktadır. Otomotiv sektöründe, özellikle maliyet indirimi ve araçların ağırlığının azaltılması için ultra yüksek mukavemette tok malzeme arayışına geçilmiştir. 1990' lı yıllarda niobyum (Nb) elementinin malzemelerde kullanılması ile 400 gradelerde yüksek mukavemetli malzemeler kullanılmış; fakat müşteri isteklerini karşılamada bu malzemeler yetmeyince; kolay şekil verilebilir, şekil verildikten sonra da pekleşerek daha yüksek dayanım değerine sahip malzemeler bulunmaya çalışılmıştır. 2000' li yıllarda çift fazlı malzemelerin kullanımına başlanmıştır. Bu malzemelerin ana yapısı, tamamen özel tavlama ile sacın ferritik özelliklerinin arttırılması ve böylece malzemeye kolayca şekil verilmenin sağlanması, ikinci faz olarak da martenzitik fazın oluşturulması ki bu faz iğneli sert yapısı ile mukavemet özelliğini artırma esasına dayanmaktadır. Bu tez çalışmasında, DP 800 çelikleri seçilmiştir. Kalınlıkları 1.0 mm olan bu saclar araçların kapı kısımlarında kullanılmaktadır. DP800 çelik sac numuneler kendi aralarında, elektrik direnç nokta kaynağı ile birleştirilmişlerdir. Deneylerde, kaynak zamanı ile kaynak akım şiddetinin ve bu parametrelere bağlı olarak çekirdek geometrisinin, bağlantının çekme-sıyırma ve çekme-makaslama dayanımına, sertlik dağılımına ve makro-mikro yapısına etkileri incelenmiştir. Bağlantıların çekme- sıyırma ve çekme- makaslama dayanımlarını belirlemek için 5, 10, 15, 20, 25 ve 30 periyot kaynak zamanı ve 6 kA, 7 kA, 8,2 kA, 9,6 kA, 11,1 kA, 12,5 kA, 14 kA, 15,5 kA, 16,5 kA kaynak akım şiddeti parametreleri kullanılarak deney numuneleri elde edilmiştir. Deneyler sonucu mekanik özellikleri belirlemede ve karakterizasyon çalışmalarında çekme deneyleri dışında mikrosertlik ölçümleri yapılmış, makroyapı ve mikroyapı görüntüleri SEM (Tarama Elektron Mikroskopu) ve optik mikroskopta çekilmiş, EDS (Elektron Dispersive Spectrometry) analizleri yapılmıştır. Son olarak, kullanıcılara en ideal kaynak parametreleri ve bölgesi (Weld Lobe) sunulmuştur.
Otomotiv endüstrisinde kullanılan yüksek dayanımlı çeliklerin direnç nokta kaynağı (rsw) ile birleştirilip mekanik özelliklerinin ve kabul kriterlerinin incelenmesi
Bu çalışmada Otomotiv sektöründe kullanılan Gelişmiş Yüksek Mukavemetli Çelik (AHSS) türlerinden en yaygın olarak kullanılan dört farklı çeliğin yine bu sektörde genelde tercih edilen kaynak yöntemlerinden olan Direnç Nokta Kaynağı ile kaynatılıp bir takım mekanik özelliklerinin incelenmesi hedeflenmiştir. Ayrıca yapılan kaynakların AWS 8.1M standartında belirtilen kabul kriterlerine göre incelenmesi amaçlanmıştır. Bu amaca yönelik olarak sektördeki firmalardan farklı kalınlıklarda temin edilen çelik türleri öncelikle kendi türleri ile akabinde de birbirleri ile farklı kombinasyonlarda kaynatılmıştır. Bu işlemden sonra TS EN ISO 14273'e göre çekme makaslama, TS EN ISO 14270'e göre mekanize soyma ve TS EN ISO 10447'e göre manuel soyma testleri uygulanmış ve sonuçları grafik ve tablolar yardımıyla yorumlanmaya çalışılmıştır. Aynı zamanda AWS 8.1M standartında tanımlanan kabul kriterlerine göre'de kaynak çapları, yüzey girintisi, plakalar arası açıklık gibi birtakım kriterler incelenmiştir. Bunlara ilaveten esas metalin, ITAB'nin, çekirdeğin mikro yapıları ve sertlik değerleri incelenmiştir.
Yüksek yoğunluklu polietilen (YYPE) esaslı kompozitlerin tribolojik özelliklerine ilave edilen farklı katkı malzemelerin ve proses şartlarının etkilerinin incelenmesi
Bu deneysel çalışmada yüksek yoğunluklu polietilen (YYPE) ile farklı oranlarda (%5, %10 ve %15) midye kabuğu tozu (MKT), silisyum dioksit (SiO2), çinko oksit (ZnO) ve çinko borat (ZnBr) katkılı YYPE kompozitlerin tribolojik davranışları incelenmiştir. Aşınma ve sürtünme deneyleri oda sıcaklığında %50 nem şartlarında gerçekleştirilmiştir. Tribolojik deneylerde pim-disk aşınma cihazı kullanılmıştır. Deneyler farklı yüklerde (60N, 100N ve 140N) ve farklı hızlarda (1. 2 ve 3 m/s gibi) AISI 316L paslanmaz çelik diske karşı 2000m kayma yolunda yapılmıştır. Aşınma ve sürtünme deneyleri sonucunda kullanılan polimer ve kompozit malzemelerin sürtünme katsayıları ve spesifik aşınma oranları tespit edilmiştir. Deneylerde katkı oranının etkisi ile birlikte aşınma oranına ve sürtünme katsayısına uygulanan yükün ve kayma hızının etkisi de incelenmiştir. Deneylerde en yüksek aşınma oranı 4.49x10-14 m2/N değeri ile YYPE+%15ZnO polimer kompozitinde tespit edilirken, en düşük aşınma oranı ise 3.84x10-15 m2/N değeri ile YYPE+%15MKT polimer kompozitinde gözlenmiştir. YYPE polimer ve kompozit malzemelerin aşınma yüzey incelemeleri ise optik mikroskop kullanılarak incelenmiştir.
Yeni nesil seramiklerden 312 TiSiC'nin üretilebilirliğinin araştırılması
Bu çalışmada, Ti / Si / C tozları basınçsız sinterleme yöntemi ile argon atmosferinde sinterlenmiştir. Ayrıca farklı sıcaklıklarda ve sürelerde sinterleme işlemi yapılmıştır. Böylece farklı sıcaklıklarda ve sürelerde Ti3SiC2 oluşumun etkisi incelenmiştir. Bu amaç doğrultusunda, sinterlenmiş numuneler kütle kaybı/artışı ölçülmüş, XRD ve SEM analizleri yapılmıştır. Çalışmalar sonucunda, Ti3SiC2 oluşumu görülmüştür.Sıcaklık, sinterleme süresinin ve başlangıç karışımına stokiometrik orandan fazla karbonun katılması Ti3SiC2 oluşuma etkisi gözlenmiştir. Fazla karbonun, sıcaklığın ve sürenin etkisi ile oluşan Ti3SiC2'nin ayrışmasıyla TiC ve SiC bileşiklerinin oluştuğu görülmüştür. Yapılan XRD incelemelerinin sonucunda, sıcaklık, süre, yapıdaki fazla karbon ve kullanılan grafit pota Ti3SiC2 oluşumunun azalmasına neden olmuştur. Yapılan basınçsız sinterleme sonucunda elde edilen numunelerde 1300˚C'de 2-4 saatlik numunede ve 1350˚C'de 4 saat sinterlenmiş numunede Ti3SiC2 oluşumu gözlenmişir. 1400-1500˚C sıcaklıklarında C, TiC ve SiC olduğu görülmüştür.
Otomotiv sektöründe kullanılan DP600 çeliklerinin CMT kaynak yöntemi kullanılarak birleştirilmesi ve mekanik özelliklerinin incelenmesi
Teknolojinin gelişmesi ile otomotiv sektöründe yakıt tasarrufu, yolcu güvenliği ve dayanım açısından ihtiyaçlar ortaya çıkmıştır. Bu ihtiyaçlar otomotiv tasarım ve araştırmacılarını yüksek mukavemetli çelikler üzerinde çalışmalar yapmaya yönlendirmiştir. Yüksek mukavemet değerlerine sahip, kolay işlenebilir ve yüzeylerindeki çinko kaplamasından dolayı korozif ortamlara karşı dayanımları olan DP600 çelikleri otomotiv sektöründe geniş kullanım yelpazesine sahip olmuştur. Günümüzde kaynaklı birleştirme tekniklerindeki gelişmeler ile yeni araştırmalar ve AR-GE çalışmaları sonucu Soğuk Metal Transfer Kaynağı (CMT) tekniği bulunmuş ve kullanılmaya başlanmıştır. DP 600 çeliklerinin birleştirilmesinde geleneksel birleştirme yöntemleri olan Metal Inert Gaz (MIG), Metal Aktif Gaz (MAG) ve Direnç Nokta Kaynak yöntemleri yerine daha düşük ısı girdileri sağlayan Soğuk Metal Transferi kaynağının (CMT) kullanılabilirliği bu tez çalışmasında araştırılmıştır Yapılan bu çalışmada 1,2 mm kalınlığında DP600 çift fazlı çelik saclar CMT kaynak yöntemi ile bakır esaslı CuSn1, CuSn6 ilave telleri kullanılarak, farklı akım şiddetlerinde, bindirme ve alın birleştirme geometrilerinde birleştirilmişlerdir. Hazırlanan bu numuneler için çekme mukavemet testleri, kaynak bölgesindeki mikrosertlik dağılımları incelenmiştir. Taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve noktasal element analiz cihazı (EDS) ile element analizleri yapılmıştır. Bağlantının makro ve mikro yapı görüntüleri optik mikroskop aracılığı ile alınarak ıslatma açıları, kaynak yükseklikleri, kaynak genişlikleri hesaplanmıştır. Anahtar Kelimeler: DP600 çift fazlı çelik, CMT kaynak yöntemi, Otomotiv endüstrisi
Titreşim fikstürlerinde vibrasyon ölçümleriyle sonlu elemanlar model sonuçlarının karşılaştırılması
Geliştirilen her ürün bulunduğu ortamda çalışmasını engelleyecek, yapısal hasarlara sebep olabilecek çevresel koşullara maruz kalmaktadır, analizlerle doğrulanarak üretilen bu ürünler bir takım çevresel koşul testlerine tabi tutularak doğrulanmaktadırlar. Bu çalışmada, titreşim testleri sırasında sarsıcı ve test edilecek ürün arasında titreşimin kayıpsız iletilmesini amaçlayan bir titreşim test gereci tasarlanmıştır. Tasarım, ANSYS programı kullanılarak ve MIL-HDBK-2164A askeri standardında yer alan harmonik ve rastsal titreşim için uygun limitler sağlanarak tamamlanmıştır. Tasarlanan titreşim test gereci Al 6061 serisi ve St52 çelik malzemeler kullanılarak üretilmiştir. Üretimi tamamlanan titreşim test gereci, sarsıcının dikey eksen tertibatına bağlanarak üzerinden ivme ölçerlerle deneysel veriler alınmıştır. Analiz verileri ve deneysel veriler karşılaştırılmıştır. Çözüm ağında dörtyüzlü eleman tipi, altıyüzlü eleman tipine göre daha iyi sonuç verdiği görülmüştür. Harmonik titreşim analizi sonuçlarına bakıldığında X ve Y eksenleri için elde edilen değerler standarda uygun tolerans aralığında, Z ekseninde elde edilen 0,489 değeri ise 2000 Hz'de standartta yer alan tolerans aralığında olduğu için uygun olarak değerlendirilmiştir. Ayrıca yapılan rastgele titreşim analizlerindeki GRMS değerlerinin oranları incelendiğinde, bu oranların 1,043 olduğu görülmüştür. Titreşim test gerecinin rastsal titreşim testlerinde bazı frekans aralıklarında titreşim profilini tam olarak iletemese de titreşim kaynaklı enerjiyi başarılı bir şekilde ileteceği değerlendirilmiştir.
Sıcak haddelemede merdanelerin kalibresine uygulanan kuvvetlerin sonlu elemanlar yöntemi ile analizi
Sıcak haddeleme, çelik profillerin üretilmesinde ana yöntemdir, Çelik Profiller, dört köşe, yuvarlak, lama, altıgen, köşebent, U, , vb. şekillerde olabilir. Bunların hepsi, sıcak haddeleme yöntemiyle üretilmektedir. Bu ürünlerin üretiminde, yarı mamül ürün bir veya birkaç çift merdane arasından geçerek, her aşamada girilen malzeme üzerine belirli kuvvetler uygulanarak deformasyon elde edilmektedir. Bu işlemler, merdanelerin kalibre tasarımına göre yapılmaktadır. Bu çalışmada, "şahin bonab" çelik fabrikasında üretilen 20 mm.lik inşaat çeliği üretim hattında uygulanan kuvvet verileri temel alınmıştır. Amaç, sıcak haddeleme yataklarının (merdanelerin) kalibrasine uygulanan kuvvetlerin; önce deneysel formüller ve geleneksel teoriler ve daha sonra abaküs simülasyon yazılımı kullanılarak sonlu elemanlar yöntemiyle analizini yapmak ve elde edilen bu verilerle üretim sırasında elde edilmiş deneysel kuvvet verilerini mukayese etmektir. Sonuçlar arasında yapılan karşılaştırmada, ABAQUS simülasyondan elde edilen kuvvetlerle, üretim hattında uygulanan kuvvetler arasındaki farkın %5 den küçük olduğu görülmüştür.
Inconel 939 süper alaşımın sürünme ilerlemeli taşlama prosesinde parametre optimizasyonu
Havacılık sektöründe kullanılan gaz türbini parçaları çalışma esnasında oldukça ciddi yüklemelere maruz kalmaktadır. Özellikle, sıcak bölgede konumlanan türbin kanatçıkları hem dinamik yüklemelere hem de yüksek sıcaklığın meydana getirdiği termal gerilmelere maruz kalmaktadır. Bu nedenle türbin kanatçıklarının rotordan kolaylıkla ayrılabilir, değiştirilebilir ve tekrar montaj edilebilir bir şekilde imal edilmesi gerekmektedir. Ancak, bahsedilen yüksek yüklemelere karşı dayanım gösterebilmesi için, çok dar toleranslar ile yüzey bütünlüğünün korunarak işlenmesi gerekmektedir. Bunun için havacılık sanayinde freze, tel erozyon tezgahı ve sürünme ilerlemeli taşlama sistemleri kullanılmaktadır. Bu çalışmada, sürünme ilerlemeli taşlama sistemi kullanılarak, türbin palesinin rotora bağlantısını sağlayacak olan kök geometrisinin işlenmesi sağlanmıştır. Çalışmalar, yüzey bütünlüğünü etkileyecek olan yüzey pürüzlülüğü, yeniden katılaşan bölgenin kalınlığı, sıcaktan etkilenen bölgenin kalınlığı ve profil toleranslarını göz önünde bulundurularak yapılmıştır. Bu çalışmada, sürünme ilerlemeli taşlama sistemi, sürekli bileme ve aralıklı bileme durumları için farklı parametrelerin Taguchi metodu yardımı ile yüzey bütünlüğüne etkileri incelenmiştir. Sürünme ilerlemeli taşlama sistemi için mevcut olan iki proses tipide paso miktarı, tabla ilerlemesi miktarı, taş lineer hızı, bileyici taş dönme oranları gibi parametreler ile incelenmiştir. Bu incelemeler sonucunda parametrelerin yüzey bütünlüğüne etkileri, sonucunda meydana gelen yeniden katılaşan bölge, yüzey pürüzlülüğü gibi sonuçlarında birbirlerini etkiledikleri görülmüştür. Sonuç olarak, sürünme ilerlemeli taşlama sistemleri ile türbin palesi kökünün üretimi için geometri bazlı olarak optimum parametreler elde edilmiştir.
Havacılık sektöründe kompozit metal malzeme kombinasyonlarında delik delme prosesinin iyileştirilmesi
Bu çalışmada, havacılık sektöründe kompozit ve kompozit/metal istif yapılar üzerinde gerçekleştirilen ve montaj aşamasındaki tüm delme sürecini kapsayan manuel ve otomatik delik delme operasyonlarında matkap geometrisinin ve kesme hızının, delik kalitesi ve kesme performansına olan etkisi incelenmiştir. Çalışmalar dört aşamada gerçekleştirilmiştir. Faz-1 aşamasında ticari olarak elde edilebilen matkap geometrisi ile bu çalışma için geliştirilen üç yeni matkap geometrisi; delik çapı, silindiriklik ve delaminasyon verilerine göre deneysel olarak karşılaştırılmıştır. Faz-2 aşamasında, kompozit/metal istif plakada test edilmek üzere geliştirilen üç adet matkap geometrisi; delik çapı, yüzey pürüzlülüğü, delaminasyon ve takım aşınması verilerine göre deneysel olarak karşılaştırılmıştır. Faz-3A aşamasında, daha başarılı olduğu tespit edilen Tip-A matkap ile üç farklı kesme hızı değeri (51 m/dak, 94 m/dak, 163 m/dak); delik çapı, dairesellik, silindiriklik, ve yüzey pürüzlülüğü verilerine göre deneysel olarak karşılaştırılmıştır. Faz-3B aşamasında 94 m/dak kesme hızı ile delinen delikler; delik çapı, dairesellik, silindiriklik, yüzey pürüzlülüğü, takım aşınması ve delaminasyon verilerine göre deneysel olarak karşılaştırılmıştır. Deney sonuçları varyans analizi ve proses yeterlilik analizi kullanılarak değerlendirilmiştir. Çalışmalar montaj aşamasında kullanılan havalı portatif ekipmanlar ile tüm delik delme prosesini analiz edecek şekilde gerçekleştirilmiş. Sonuç olarak, montaj aşamasında delik delme operasyonlarında matkap geometrisinin ve optimum kesme hızının belirlenmesinde farklı yaklaşımların deney sonuçları üzerindeki önemi ve etki oranları ortaya konmuştur. Faz-1 aşamasında yeni geliştirilen 17 nolu matkap geometrisinin, Faz-2 aşamasında Tip-A matkap geometrisinin, Faz-3A aşamasında 94 m/dak kesme hızının daha başarılı sonuçlar verdiği gözlenmiştir. Faz-1 aşamasındaki çalışma ile delik delme süresi delik başına 1,5 dakikadan 1 dakikaya düşürülmüştür. Faz-3B aşamasında delinen 30 adet delik sonuçlarına göre Tip-A matkap ve 94 m/dak kesme hızı için proses yeterlilik indisi değerlerinin 1,33 üzerinde çıktığı gözlenmiştir.
Elektro-erozyon yöntemiyle işlenmiş Ti6Al4V alaşımının yüzey kalitesinin manyetik aşındırıcılarla işleme yöntemiyle iyileştirilmesi
Teknolojide yaşanan gelişmelerle birlikte mühendislik parçalarından duyulan beklentileri artırmaktadır. Mühendislik uygulamalarında kullanılan bileşenlerin üstün mekanik özelliklere sahip olmasının yanı sıra sınırları önceden belirlenmiş geometrik ve boyutsal toleranslar ile yüzey kalitesi kıstaslarını da karşılaması gerekmektedir. Bu beklentilerin karşılanması için geleneksel imalat yöntemleri genelde yetersiz kalmaktadır. Özellikle talaşlı imalatla şekillendirilmesi zor malzemelerin işlenmesinde geleneksel olmayan imalat yöntemlerinin kullanılması zorunlu hale gelmiştir. Bu çalışmada özellikle havacılık uzay ve medikal gibi yüksek teknolojinin kullanıldığı alanlarda sıklıkla kullanılan Ti6Al4V alaşımı, elektro erozyonla işleme (EEİ) yöntemi aracılığıyla işlenmiş ve işlenen yüzeylerin yüzey kaliteleri manyetik aşındırıcılarla işleme (MAİ) yöntemiyle iyileştirilmiştir. Çalışmada, ultrasonik destek, işleme süresi, SiC aşındırıcı boyutu, devir sayısı ve manyetik alan miktarı parametrelerinin talaş kaldırma oranı, yüzey pürüzlülüğü iyileşme oranı ve beyaz tabaka kalınlığı üzerindeki etkileri deneysel olarak araştırılmıştır. Elde edilen deneysel sonuçlar varyans analizi ve gri ilişkisel analiz yöntemleriyle istatistiksel olarak değerlendirilmiştir. Çalışmanın birinci bölümünde konuya giriş yapılmış, ikinci bölümde ise EEİ yöntemi hakkında bilgiler verilmiştir. Üçüncü bölümde MAİ yöntemi tanıtılmış ve dördüncü bölümde EEİ ve MAİ yöntemleri üzerine yapılan çalışmalar ve mevcut çalışmanın literatürdeki yeri vurgulanmıştır. Beşinci bölümde deneysel çalışmalarla ilgili yöntemler verilmiştir. Altıncı bölümde deneysel çalışmalarda elde edilen bulgular ile işleme parametreleri arasındaki ilişkiler tartışılmıştır. Yedinci bölümde varyans analizi ve gri ilişkisel analiz yöntemleriyle deney sonuçlarının istatistiksel analizi yapılmıştır. Son bölümde ise çalışma ile ilgili genel sonuçlar ve gelecek çalışmalar için öneriler sunulmuştur.
Plastik enjeksiyon kalıplarında tabakalı obje imalatı yöntemi ile şekil uyumlu soğutma kanalı üretimi ve deneysel incelenmesi
Plastik enjeksiyon kalıplarında soğutma sistemi üretim maliyeti ve ürün kalitesi üzerinde belirleyici bir role sahiptir. Yapılan bu çalışmada plastik enjeksiyon kalıplarında daha verimli bir soğutma sistemi için şekil uyumlu soğutma kanalları kullanılmıştır. Şekil uyumlu soğutma kanallarının oluşturulması için sistematik bir tasarım metodu geliştirilmiştir. Eğimli yüzeylerden oluşan karmaşık geometrili bir plastik parça belirlenerek parça yüzeyini uyumlu bir şekilde takip eden soğutma kanalları tasarlanmıştır. Deneysel çalışma öncesinde Moldflow yazılımı kullanılarak giriş yeri, dolum, ütüleme, çarpılma ve soğuma analizleri gerçekleştirilmiştir. Elde edilen analiz sonuçlarına göre kalıp tasarımı gerçekleştirilmiştir. Şekil uyumlu spiral kanallara sahip plastik enjeksiyon kalıbı imal edilmek üzere bilgisayar destekli tasarım yazılımı kullanılarak modellenmiştir. Şekil uyumlu soğutma kanallarının üretimi için vakumlu sert lehimleme metodu kullanılmıştır. Kalıp çekirdeklerinin katı modelleri katmanlara bölünerek plakaların üretimi planlanmıştır. Birleşme yüzeyleri taşlanarak parlatılan plakalar bilgisayar denetimli freze tezgâhı ile işlenerek soğutma kanalını oluşturacak boşluklar oluşturulmuştur. Hazırlanan plakalar vakumlu sert lehimleme yöntemi ile birleştirilmiştir. Plakaların birleştirilmesi ile elde edilen ve içinde şekil uyumlu soğutma kanalı bulunan kalıp çekirdekleri bilgisayar denetimli freze tezgâhında tekrar işlenerek kalıp boşlukları oluşturulmuştur. Deneysel olarak karşılaştırmak üzere geleneksel olarak kullanılan doğrusal soğutma kanalları bulunan kalıp çekirdekleri de imal edilmiştir. Üretilen plastik enjeksiyon kalıbı plastik enjeksiyon makinesine bağlanarak baskı denemeleri yapılmıştır. Yapılan deneylerde sıcaklık, soğutma süresi ve plastik parça üzerinde oluşan çarpılma miktarları incelenmiştir. Baskı denemeleri sonucunda şekil uyumlu soğutma kanalı kullanımı ile soğuma süresi %22 oranında kısalırken çarpılma miktarı ise %50 oranında azalmıştır. Yapılan bu çalışma ile şekil uyumlu soğutma kanalı bulunan plastik enjeksiyon kalıbı düşük maliyetli bir yöntem kullanılarak üretilmiş, üretim hızı ve ürün kalitesinde artış sağlanmıştır.
Polimer malzemelerin fiziksel buhar biriktirme yöntemiyle alüminyum kaplanması ve parametrelerin araştırılması
Hafif olması, karmaşık geometrilerde üretilebilmesi ve ucuz olması nedeniyle plastikler endüstriyel uygulamalarda oldukça yaygın olarak kullanılmaktadır. Buna karşın polimer malzemeler ışığı soğurduğu için dekoratif amaçlı uygulamalar için uygun değildir. Bu eksikliği kaplamalar kullanılarak önlenmeye çalışılmaktadır. Polimer malzemeler yüksek sıcaklıkta sıvı faza geçtiğinden dolayı yüksek sıcaklıkta yapılan kaplamalara uygun değildir. Bu nedenle düşük sıcaklıkta kaplama yapmaya imkan veren fiziksel buhar biriktirme yöntemi polimerlerin kaplanmasında en sık kullanılan yöntemlerden birisidir. Bu çalışmada kaplamanın polimere bağlanmasını sağlayan iyonik deşarj prosesi, kaplamanın gerçekleştiği buharlaşma prosesi ve kaplama kalınlığının etkileri araştırılmıştır.
Karbon elyaf takviyeli kompozitlerin istifli delinmesinde delaminasyonun araştırılması
Elyaf takviyeli kompozit malzemeler uzay, havacılık, otomotiv sanayisinde yoğunlukla tercih edilmektedirler. Bu malzemeler birbirleri arasında cıvata ve perçinli birleştirmelerin yapılabilmesi için delme operasyonlarına tabi tutulmaktadır. Uygun olmayan parametre seçimi delik yüzeyinde termal hasara, laminattan bir matkap ucu çıktığında aşağıya doğru delaminasyon ve elyaf kopması gibi istenmeyen durumlara sebep olmaktadır. Bu çalışmada, karbon elyaf takviyeli polimer kompozit malzemelerin istifli delinmesinde delik giriş ve çıkış delaminasyonu; matkap uç açısı, matkap helis açısı, kesme hızı ve ilerleme değerine bağlı olarak deneysel araştırılmıştır. Bu bağlamda, Al6013/KETPK/Al6013 istifli yapı 90° ve 118° uç açısı ile 15° ve 22,5° helis açısına sahip kaplamasız HSS matkaplarla delinmiştir. Delme işleminde 0,05; 0,1; 0,2 mm/dev ilerleme değeri ve 45, 67, 100 m/dak kesme hızı parametreleri kullanılmıştır. Delik delme işlemleri sonucunda belirtilen şartlarda delik giriş ve çıkış delaminasyonları araştırılmıştır. Deneyler sonucunda, delaminasyon oranının kesme hızının artması ve ilerleme değerinin azalması ile azaldığı görülmüştür. Deneylerde delik giriş hasarının delik çıkış hasarından daha yüksek çıktığı görülmüştür. Ayrıca büyük uç açısı ve büyük helis açısında delaminasyon oranının daha az olduğu görülmüştür. İdeal delaminasyon oranı 118° uç açılı, 22,5° helis açılı matkaplarla, 100 m/dak kesme hızı ve 0,05 mm/dev ilerleme değerinde elde edilmiştir.
Polimer esaslı karbon elyaf takviyeli kompozit malzemenin keten ipliği ile güçlendirilmesi
Kompozit malzemeler geliştirilebilen özelliklerinden dolayı son zamanlarda havacılık, uzay ve otomobil sektörleri başta olmak üzere birçok mühendislik uygulamalarında tercih edilmektedir. Polimer esaslı kompozit malzemeler yüksek mukavemet, hafif olmaları, iyi korozyon ve yorulma direnci gibi birçok avantajından dolayı sektörlerde oldukça önemlidir. Gerçekleştirilen bu çalışmada prepreg olarak hazırlanmış örülmüş karbon elyaf (prepreg) takviyeli epoksi reçine esaslı kompozit malzeme, doğal elyaf olan keten ipliği ile omurga oluşturacak şeklide güçlendirilmiştir. Çalışma kapsamında sadece iki kat prepreg, iki katman prepreg arasına örgülü keten yerleştirilmiş ve örgü arasına epoksi ilave edilmiş parçalar üretilmiştir. Üç farklı kombinasyon ile üretilen numunelere çekme ve üç nokta eğilme testleri uygulanmıştır. Gerçekleştirilen bu çalışmaya göre, takviye elemanı olarak doğa dostu, düşük maliyetli ve yoğunluğu düşük olan keten ipliğinin takviye elemanı olarak kullanılması ile kompozit malzemenin eğilme performansının %302,4 oranında arttığı tespit edilmiştir. Üretim sırasında prepreg'in üzerine epoksinin ilave edilmesi ile kompozit malzemenin çekme mukavemetinde artış gözlemlenirken, düşen süneklik özelliği ve gevrekliğinin artması sonucu eğilme performansında azalma görülmüştür. Yapılan çalışma ile keten ipliğinin malzemenin performansını arttırması sonucu kompozit malzemelerde takviye elemanı olarak uygulanabileceği sonucuna varılmıştır.
Dalga formlu parmak frezelerin işleme performanslarının araştırılması
Bu tez kapsamında, helisel kesici kenar üzerinde -6 ila +22 derece arasında değişen talaş açısına ve 36 ila 50 derece arasında değişen helis açısına sahip dalga formlu parmak frezelerin işleme performanslarının değerlendirilmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla farklı dalga geometrisine sahip parmak frezelerin işleme performansları; farklı işlenebilirlik özellikleri sergileyen malzemeler üzerinde, deneysel, nümerik ve istatistiksel yaklaşımlardan oluşan dört aşamalı bir çalışma planı çerçevesinde; kesme kuvvetleri, yüzey kalitesi ve takım ömrü kriterleri dikkate alınarak, standart parmak frezelerle karşılaştırmalı olarak değerlendirilmiştir. İlk aşama olan pilot çalışmalarda, C45 ıslah çeliği, GG25 gri dökme demir ve AISI 304 paslanmaz çelik malzemeler üzerinde deneysel ve FEM (sonlu elemanlar metodu) ile doğrulanmıştır. İkinci aşamada, farklı dalga formuna sahip takımların tamamı için FEM analizi yapılarak yüksek ve düşük performans sergileyen dalga formları belirlenmiştir. Üçüncü aşamada, işlenmesi zor malzemeler grubunda yer alan AISI 316L paslanmaz çelik ve Ti 6Al 4V malzemeler kullanılarak yapılan işleme deneyleri ile dalga formlu takımların kesme kuvveleri ve yüzey pürüzlülüğü üzerindeki etkileri incelenmiş ve son aşamada ise ömür testlerine bağlı olarak farklı dalga formlu takımların aşınma davranışları araştırılmıştır. Sonuç olarak, standart takıma göre en yüksek işleme performansı, dalga boyu 8 mm ve dalga genliği 250 µm olan ve 8-250 olarak tanımlanmış olan dalga formlu takımdan elde edilmiştir. Ti 6Al 4V malzeme için 8-250 takımında, standart takıma göre %26,5 daha düşük kesme kuvvetleri, %17,6 daha iyi yüzey kalitesi ve %73 oranında daha düşük takım aşınma miktarı gözlenmiştir. AISI 316L malzeme için ise %17,2 daha düşük takış aşınma miktarı görülmüştür. Talaşlı imalat alanında giderek yaygınlaşmaya başlayan ve ülkemizde henüz seri imalatı yapılmayan dalga formlu parmak frezeler, farklı imalat sektörleri için önemli imalat avantajları sunarken ülkemizde kesici takım üretimi yapan firmalar için de katma değeri yüksek bir ürün üretilebilme potansiyeli oluşturmuştur.
Sac metal parçalarda delik flanşlama işlemini etkileyen parametrelerin incelenmesi
Delik flanşlama işlemi, sac parçaların birbirine veya başka parçalara herhangi bir yöntemle (perçinleme, kaynak, vidalama) bağlantılarının sağlanması, delik çevresinin mukavemetinin artırılması ve bir yüzeye dayandırılması maksadıyla referans belirlemek için uygulanan sac metal şekillendirme yöntemidir. Bu yöntemde şekillendirme esnasında sac malzemede çatlama ve yırtılmalar oluşmadan, arzu edilen yükseklik ve et kalınlığında flanş yapısı elde edilmesi amaçlanmaktadır. Yapılan bu çalışmada delik flanşlama işlem parametrelerinin flanş yapısına etkileri deneysel ve analitik olarak incelenmiştir. Çalışma kapsamında yüksek mukavemet değerleri ve kolay şekil alabilme özelliklerine sahip olması nedeniyle otomotiv sanayinde yaygın olarak kullanılan 1 mm ve 1,5 mm kalınlık ölçülerindeki çift fazlı DP600 ve DP800 çelik sac malzemeler kullanılmıştır. Çalışmanın ilk aşamasında, sac malzemelere 0°, 45°,90° hadde yönlerinde tek eksenli çekme testleri uygulanarak malzemelerin mekanik özellikleri tespit edilmiştir. Sac malzemelerin kimyasal özellikleri X ışını floresansı (XRF) analizi ile belirlenmiştir. Deneysel çalışmalarda, köşe kavisli, küresel ve konik olmak üzere üç farklı geometride zımba formu ile delik flanşlama işlemleri gerçekleştirilmiş ve zımba formunun flanşlama işlemine etkileri incelenmiştir. Ayrıca malzeme kalınlığı, malzeme cinsi, zımba çapı ve ön delik yüzey kalitesine bağlı olarak deney numunelerinde oluşan çatlama, yırtılma, flanş yüksekliği ve et kalınlığı değişimleri incelenmiştir. Delik flanşlama işleminde malzeme ve işlem parametrelerinin, elde edilen flanş yapısını doğrudan etkilediği görülmüştür. Deneysel çalışmalar ile aynı parametre değerleri kullanılarak, sonlu elemanlar analizleri de gerçekleştirilmiştir. Yapılan deneysel çalışmalar ile analiz çalışmalarının büyük benzerlik gösterdiği tespit edilmiştir. Elde edilen sonuçlar delik flanşlama işleminin endüstriyel uygulamalarında pratik kullanımlar için literatüre kazandırılmıştır.
Seçici lazer ile sinterleme (SLS) yönteminde üretim planı tasarımını değerlendirmeye yönelik in-situ termal görüntüleme sistemi geliştirilmesi
Selective Laser Sintering (SLS) technique is an additive manufacturing process that enables the production of parts using thermoplastic powder raw material. SLS method is preferred in many sectors for the production of functional prototypes and when low number of end-use products are desired. In this process, where the interaction of thermoplastic powder raw material with temperature is very important, a lot of information about the process and the part can be obtained by thermal imaging. In some previous studies, the effects of process parameters and part geometry on process temperatures have been examined. However, the effects of the distance between the parts used in the production plan on the powder and the parts in production have not been studied extensively. To answer that need, in this thesis, the temperatures of the parts in the process were measured by using thermal imaging; bending tests and DSC tests of polyamide 12 (PA12) with glass spheres were carried out. Unlike thermal imaging systems used in previous studies, a new in-situ measurement system was developed that can be used without disrupting the structure of the SLS machine. It was observed that the distance between the parts as a function of the wall thickness of the part, effect the properties of the powder and the part itself.
Veri arttırma tekniğinin endüstriyel bir problemde incelenmesi
Kültür taşı, doğal taş dokusunu ve estetik görünümünü ekonomik, hafif ve kolay uygulanabilir bir malzeme olarak sunarken cephe kaplamalarından iç mekân dekorasyonuna, peyzaj düzenlemelerinden tarihi yapı restorasyonlarına kadar geniş bir yelpazede mimari ve tasarım projelerine estetik ve işlevsel katkılar sağlar. Otel lobileri, restoran şömine çevreleri gibi sosyal alanlarda sıcak ve doğal bir atmosfer yaratırken dış cephe giydirmelerinde dayanıklılığıyla yapı bütünlüğünü korur, bahçelerde patika kenarlarında ve çardak ayaklarında dekoratif vurgularla çevresel uyum sunar. Bu üretim sürecinde kırılma probleminin önceden tahmin edilmesi ve kontrol altına alınması, kalite yönetimi ve sürdürülebilirlik hedeflerine ulaşmada kritik öneme sahiptir. Regresyon analizi yapılarak çeşitli bağımsız değişkenlerin çıktı üzerindeki kuvvetleri ölçülmüş, buna istinaden anlamsız bulunan veri setleri sentetik veri arttırma teknikleri ile geliştirlerek sistem üzerindeki etkileri yeniden test edilmiştir. Bu amaçla, sentetik veri eklenen veri setleri Lineer Regresyon ve Random Forest gibi modeller etkin kullanılarak model performansını ölçmek üzere R², MSE ve MAE gibi istatistiksel ölçütler uygulanmıştır.Model kararlılığını ve genelleme yeteneğini güçlendirmek ve sentetik veri eklemek için Gauss gürültüsü ekleme ve Bootstrap örnekleme yöntemleri gibi veri çeşitlendirme teknikleri de benimsenmiştir. Gauss gürültüsü, model eğitim sürecine rastgele varyasyonlar katarak tahmin sapmalarını dengelerken, Bootstrap yöntemi farklı örnekleme kombinasyonları yaratarak modelin uç değerlerle başa çıkma yetisini artırır. Model geliştirme ve doğrulama aşamalarında, her iki veri zenginleştirme tekniğinin, R² değerlerinde ve hata metriği skorlarında anlamlı iyileşmeler sağladığı deneysel bulgularla ortaya konmuştur. Elde edilen sonuçlar, sentetik veri üretimi yaklaşımlarının kullanılmasının, süreç kontrolü ve kalite güvencesi açısından bütüncül bir çözüm sunduğunu göstermektedir. Bu bütünleşik yöntem, operatörlerin karar verme süreçlerini destekleyerek kırılma olasılığını düşürecek proses ayarlamalarının zamanında yapılmasına imkân tanır; aynı zamanda üretim hattında yeniden işleme ihtiyacını azaltarak hem iş gücü optimizasyonu hem de atık yönetimi süreçlerinde sürdürülebilir iyileştirmeler sunar. Dolayısıyla, kültür taşı üretimindeki kırılma tahmin modellerinin, mimari projelerde hem estetik hem de yapısal performansın güvence altına alınmasında anahtar rol oynayan bir teknoloji entegrasyonu olarak değerlendirilebilir. Bu yaklaşım, gelecekte gerçek zamanlı izleme sistemleri ve otonom kontrol döngüleriyle desteklenen endüstriyel otomasyona zemin hazırlayarak hem maliyet etkinliği hem de çevresel sorumluluğu bir arada gerçekleştirmeyi hedefleyen akıllı üretim felsefesine hizmet edecektir.
Çok yanıtlı taguchı deney tasarımı yöntemiyle çelik yüzeylerinde oluşturulan termo-kimyasal kaplama özelliklerinin incelenmesi
Yapılan bu çalışmada daha önce gerçekleştirilen, 'Termoreaktif difüzyon yöntemiyle çeliklerin demir alüminid kaplanması' adlı yüksek lisans tez çalışmasının deneyde kullanılan parametrelerine Taguchi yöntemi uygulanmıştır.Bunun nedeni, deney sayısını en aza indirerek zaman ve maliyetten tasarruf etmek, kaliteden ötürü oluşabilecek farklılıkları azaltmak ve kullanılan parametrelerden optimum fayda sağlamaktır. Bu amaçla 22 mm çapındaki AISI 4140, AISI M2, AISI D2 çelik çubuklar 5 mm kalınlığında kesilerek, 700°C, 800°C ve 900 °C'lerde 1, 3 ve 5 saat süre zarfında saf alüminyum, alümina, amonyum klorür ve naftalinden oluşan toz karışımı hazırlanmış, termokimyasal işlemleri yapılmış ve demir alüminid kaplaması gerçekleştirilmiştir. Kaplanmış AISI 4140, AISI M2, AISI D2 çeliklerinin kaplama kalınlığı, sertlik incelemeleri, kırılma tokluğu incelemeleri sonuçları Taguchi yöntemiyle elde edilen sonuçlarla karşılaştırması yapılmıştır. Parametreler optimize edilerek en iyi etki eden parametreler belirlenmiştir. Kaplama kalınlığı ve kırılma tokluğu deney sonuçlarına göre yapılan Taguchi analizlerinde L9 ortogonal dizini kullanılmıştır, yapılan her deney için S/N oranı bulunmuştur.Sertlik deney sonuçlarına göre yapılan Taguchi analizlerinde ise, faktör ve level seviyesine uygun ortongel dizin ise, L9(3^3) olarak seçilmiştir.Dokuz farklı deney yapılmıştır.Varyans analizi ile grafiksel gösterim metoduna yer verilmiştir. Taguchi deney tasarımı yöntemi kullanılarak kaplama kalınlığı, kırılma tokluğu ve sertlik için kaplanmış 4140, M2 ve D2 çeliklerine üretim reçeteleri hazırlanmıştır. Kaplanmış AISI 4140 çeliği için kırılma tokluğu ve kaplama kalınlığı üretim reçetesi A3B3 olarak hesaplanmıştır. Kaplanmış AISI D2 çeliği için kaplama kalınlığı reçetesi A3B3, kırılma tokluğu A3B3 olarak bulunmuştur.Kaplanmış AISI M2 çeliği için kaplama kalınlığı reçetesi A3B3, kırılma tokluğu üretim reçetesi A3B3 olarak hesaplanmıştır. Kaplanmış üç çelik için sertlik üretim reçeteleri ise, A3B2C3 olarak hazırlanmıştır. Bu deneyde en ideal parametre değerleri, 900°C de 3 saat süreyle 0,95 karbon yüzdesi içeren AISI M2 çeliği olmuştur. Taguchi deney tasarımı sayesinde bu çalışmada uygun kombinasyonlar belirlenerek zamandan ve maliyetden kazanç sağlanmıştır. Anahtar kelimeler: Taguchi yöntemi, AISI 4140, AISI M2, AISI D2 çeliklerinin demir alüminid kaplaması, Minitap programı, optimasyon
Nikel sülfamat içeren banyolarda gerçekleştirilen nikel kaplama özellikleri üzerine, banyo bileşimine ilave edilen borik asit ilavesinin etkisinin araştırılması
Nikel kaplama, metal yüzeylerin çevresel etkilere karşı korunması, aşınma ve korozyon direncinin artırılması ile birlikte estetik görünüm kazandırılması amacıyla yaygın olarak kullanılan yüzey kaplama yöntemleridir. Bu bağlamda, Nikel kaplama, düşük iç gerilimli, çatlak içermeyen ve homojen kaplama yapısı sunması sayesinde endüstriyel uygulamalarda sıkça tercih edilmektedir. Bu yöntem; otomotiv, havacılık, elektronik ve kalıp imalatı gibi pek çok endüstriyel alanda geniş bir kullanım yelpazesine sahiptir. Özellikle elektronik bileşenler, kalıp yüzeyleri ve yüksek hassasiyet gerektiren parçaların kaplanmasında tercih edilen bu yöntem, kaliteli ve kalın bir kaplama elde etmeye olanak sağlar. Endüstride yaygın olarak kullanılan AISI 1020 yapı çeliğinin korozyon direncini ve yüzey özelliklerini artırmak amacıyla, bu çalışmada elektro-kimyasal kaplamanın avantajlarından yararlanılarak, Nikel sülfamat çözeltisi ile elde edilen Nikel esaslı kaplamalara çeşitli oranlarda ilave edilen borik asidin kaplama performansı ve kalitesi üzerine etkileri araştırılmıştır. Bu amaçla Nikel sülfamat çözeltisi içerisine ilk olarak borik asit ilavesi yapılmadan, sonrasında sırasıyla 5, 10, 20, 40 ve 60 gr/L oranlarında borik asit ilavesi yapılarak 30 °C, 45 °C ve 60 °C sıcaklıkta 40 dk süreyle kaplama işlemi gerçekleştirilmiştir. Kaplama DC güç kaynağı kullanılarak, 4 A/dm2 akım değerinde gerçekleştirilmiştir. Üretilen Ni esaslı kaplamaların yüzeyinde kaplamaların özelliklerinin incelenmesi amacıyla Optik mikroskop, Taramalı elektron mikroskobu (SEM), X-ışını difraksiyon analizi (XRD), enerji dağılım spektroskopisi (EDS), Vickers mikrosertlik testleri, Tuz korozyon testi ve Taber aşınma testleri gerçekleştirilmiştir. Kaplama kalınlıkları 6,1 µm ile 26 µm değerleri arasında değişim göstermektedir. Kaplamaların sertlik değerleri borik asit katkısına bağlı olarak 176 HV0.1 ile 357 HV0.1 değerleri arasında değişim göstermiştir. Borik asit eklenen numunelerin korozyon ve aşınmaya karşı daha dirençli olduğu sonucuna ulaşılmıştır. Yapılan araştırmalar sonucunda; borik asit ilavesinin kaplama kalitesi üzerinde belirleyici rol oynadığını göstermiştir. Borik asit içermeyen banyolarda gözlenen pürüzlü, düzenli olmayan ve gözenekli yapıların aksine, borik asit içeren çözeltilerle yapılan kaplamalarda çok daha düzgün, çatlak içermeyen ve homojen kaplama tabakası elde edilmiştir. Ayrıca borik asit ilave edilen kaplama banyolarından elde edilen Nikel esaslı kaplamaların sertliklerinde önemli artışlar gözlemlenmiştir. XRD çalışmalarında Nikel haricinde minör faz olarak Ni3B fazının varlığı da tespit edilmiştir.