Search

Metal eklemeli imalatta en yaygın kullanılan alaşımlar olan Inconel 718 ve Ti6Al4V otomotiv, uzay-uçak, savunma sanayii, biyomedikal gibi bir çok alandaki uygulamalarda tercih edilmektedirler. Bilindiği üzere, fonksiyonel hafifletilmiş parçalar, hafif olmalarına karşın sergilemiş oldukları yüksek spesifik dayanımdan dolayı araştırmacıların ilgi odağı haline gelmiştir. Artan ilgilerin bir sonucu olarak da üzerine gelen yükü homojen dağıtma, yükü ve sesi iyi düzeyde absorbe etme gibi üstün özelliklere sahip olan hafifletilmiş parçaların yapılan tasarımı katman katman gerçek ürüne dönüştüren eklemeli imalat (Eİ) teknolojisi ile üretilme fikri ön plana çıkmıştır. Seçici lazer ergitme (SLE) ve elektron ışın ergitme (EIE) gibi Eİ yöntemlerinin geleneksel imalat yöntemlerine nazaran bir çok avantajı olmasına ragmen, üretim sırasında parçada meydana gelen kalıntı gerilim oluşumları, yüksek yüzey pürüzlülüğü ve distorsiyonlar nedeniyle, ilgili imalat yöntemleri geliştirilmeye ihtiyaç duymaktadır. Bu bağlamda, eklemeli imal edilen hücresel yapıların deneysel olarak kalıntı gerilim ve distorsiyon ölçümleri oldukça zor ve zaman alıcıdır. Bu çalışmada ise, biyomedikal alanda iskele ve implant çekirdek yapısı olarak kullanılan hücresel yapılar ele alınmıştır. İmplantın yükü kemiğe oranla daha fazla taşıması nedeniyle kemiğin güç kaybetmesi anlamına gelen stress shielding olgusunu minimize eden kemik-implant arasındaki osseointegrasyonu geliştiren bu hücresel yapılar % 100, % 73,4 ve % 42,6 doluluk oranı ile tasarlanmıştır. Bu hücresel yapıların Inconel 718 ve Ti6Al4V malzemelerden SLE metoduyla üretimi sırasında meydana gelen kalıntı gerilmeler (σx, σy, ve σz), distorsiyonlar, plastik birim şekil değişimleri ve meydana gelen maksimum sıcaklık değerleri Eİ simülasyon programı Amphyon 2021 ile tespit edilmiştir. Elde edilen sonuçlar göstermektedir ki, Ti6Al4V parçalar, Inconel 718 parçalara göre daha fazla deplasman göstermektedir. Çatlak oluşumunun hangi bölgede gerçekleşebileceğine dair öngörü sağlayan plastik birim şekil değişimleri ise parçaların alt köşe bölgelerinde, destek yapının bittiği, asıl parçanın yer aldığı bölgelerde lokalize olmuştur. Ayrıca, parçalardaki maksimum sıcaklık değerleri imalat yüksekliğinin artmasıyla birlikte artış göstermekte ve her iki malzeme türü için de doluluk oranları % 73,4 ve % 42,6 olan parçalarda kritik bir imalat yüksekliğinden sonra tam dolu parçaya nazaran daha fazla maksimum sıcaklık değerleri gözlemlenmiştir.