METAL EKLEMELİ İMALAT İLE ÜRETİLEN 316L PASLANMAZ ÇELİĞİN MİKRO İŞLENMESİNDE KESME MESAFESİNİN ÇAPAK GENİŞLİĞİNE ETKİSİ

Year 2022, , 338 - 346, 31.08.2022

Zihni Alp Çevik , Koray Özsoy , Ali Erçetin

https://doi.org/10.46519/ij3dptdi.1146846

Abstract

Endüstri devrimi 4.0 temel bileşenlerinden birisi olan eklemeli imalat karmaşık geometriye sahip parçaların imalatını yaparak imal edilebilirlik kısıtını ortadan kaldırmıştır. Ham maddenin katı, sıvı ve gaz esaslı olmak üzere malzeme türüne göre eklemeli imalat sınıflandırılmaktadır. Günümüzde metallere yönelik çok sayıda eklemeli imalat teknolojisi kullanılmaktadır. Çalışmada metal eklemeli imalat çeşitlerinden seçici lazer ergitme yöntemiyle 316L paslanmaz çelik malzemeden standart parametre ile numune üretilmiştir. Daha sonra sabit kesme hızı, ilerleme hızı ve derinlik parametreleri ile numunenin ilk orta ve son olmak üzere farklı kesme mesafelerinden çapak genişlikleri ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, kesme işleminin başlangıcında çapak genişlikleri (109 µm) genel olarak düşük seviyededir. Sağ kenardaki çapak genişliği (372 µm) sol kenardakinden oldukça fazladır. Artan kesme mesafesiyle birlikte, numunenin sol kenardaki çapaklar (1001 µm) genellikle kanal kenarından uzaklaşarak yatık bir vaziyette iken sağ kenardaki çapaklar (539 µm) genellikle kanal içinden kenara yaslı bir biçimde olduğu görülmüştür.

Keywords

Metal Eklemeli İmalat, 316L Paslanmaz Çelik, CNC, İşlenebilirlik

THE EFFECT OF CUTTING LENGTH ON BURR WIDTH IN MICRO-MACHINING OF 316L STAINLESS STEEL PRODUCED THROUGH METAL ADDITIONAL MANUFACTURING

Abstract

Additive manufacturing, which is one of the basic components of the Industrial Revolution 4.0, has eliminated the manufacturability constraint by manufacturing parts with complex geometry. Additive manufacturing is classified according to the material type as solid, liquid and gas based raw materials. Today, many additive manufacturing technologies are used for metals. In the study, a sample was produced from 316L stainless steel material with standard parameters by selective laser melting method, which is one of the metal additive manufacturing types. Then, burr width measurements were carried out from different cutting distances, including the first, middle and last of the sample, with constant cutting speed, feed rate and depth parameters. According to the obtained results, burr widths (109 µm) are generally low at the beginning of the cutting process. Burr width (372 µm) on the right edge is considerably higher than on the left edge. With increasing cutting distance, it was observed that the burrs (1001 µm) on the left side of the sample generally moved away from the canal edge and were in a horizontal position, while the burrs (539 µm) on the right side were generally in the form of leaning against the side of the slot.

Keywords

Metal Additive manufacturing, 316L Stainless Steel, CNC, Machinability

References

• 1. Çelik, İ., Karakoç, F., Çakır, M. C., & Duysak, A. “Hızlı prototipleme teknolojileri ve uygulama alanları”, Dumlupınar Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, Sayı 31, Sayfa 53-70, 2013.
• 2. Çoşkun, İ., & Işık, M.F. “Elektroerozyon yöntemi ile tornalama”, Politeknik Dergisi, Cilt 11, Sayı 4, Sayfa 285-291, 2008.
• 3. Duman, B., & Kayacan, M.C. “Seçmeli lazer sinterleme tezgâhı için imalat yazılımı geliştirilmesi”, Uluslararası Teknolojik Bilimler Dergisi, Cilt 8, Sayı 3, Sayfa 27-45, 2016.
• 4. Attaran, M. “The rise of 3-D printing: The advantages of additive manufacturing over traditional manufacturing”, Business Horizons, Vol. 60, Issue 5, Pages 677-688, 2017.
• 5. Dedeakayoğulları, H., & Kaçal, A. “Eklemeli imalat teknolojileri ve kullanılan talaşlı imalat yöntemleri üzerine yapılan çalışmaların değerlendirilmesi”, İmalat Teknolojileri ve Uygulamaları, Cilt 1, Sayı 1, Sayfa 1-12, 2020.
• 6. Duman, B., & Özsoy, K. “A deep learning-based approach for defect detection in powder bed fusion additive manufacturing using transfer learning”, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, Vol. 37, Issue 1, Pages 361-375, 2022.
• 7. Astm Standard F2792-12a. Standard Terminology for Additive Manufacturing Technologies. http://www.astm.org/Standards/F2792.htm. Yayın tarihi: 2015. Erişim Tarihi: Temmuz 20, 2022.
• 8. Kayacan, M.C., Delikanlı, Y.E., Duman, B., & Özsoy, K. “Ti6Al4V toz alaşımı kullanılarak SLS ile üretilen geçişli (değişken) gözenekli numunelerin mekanik özelliklerinin incelenmesi”, Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, Cilt 33, Sayı 1, Sayfa 127-143, 2018.
• 9. Dursun, A.M., "Değişken gözenekli hücresel yapıların metal eklemeli imalat için tasarımı ve üretilen yapıların tasarım ile uyumluluğunun araştırılması", Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 2019.
• 10. Uçak, N., Çiçek, A., & Aslantas, K. “Machinability of 3D printed metallic materials fabricated by selective laser melting and electron beam melting: A review”, Journal of Manufacturing Processes, Vol. 80, Pages 414-457, 2022.
• 11. Masuzawa, T. ve Tönshoff, H.K. “Three-dimensional micromachining by machine tools”, CIRP Annals, Vol 46, Issue 2, 621-628, 1997.
• 12. Aslantas, K., Hascelik, A., & Çiçek, A. “Performance evaluation of DLC and NCD coatings in micro-milling of Al7075-T6 alloy”, Journal of Manufacturing Processes, Vol. 81, Pages 976-990, 2022.
• 13. Lee, K., Stirn, B and Dornfeld, D.A. “Burr Formation in Micro-machining Aluminum 6061-T6”, In: Inasaki, I. (eds) Initiatives of Precision Engineering at the Beginning of a Millennium. Springer, Boston, MA 2002.
• 14. Fang, F.Z. and Liu Y.C. “On minimum exit-burr in micro cutting”, Journal of Micromechanics and Microengineering, Vol. 14, Issue 7, Pages 984, 2004.
• 15. Erçetin, A., & Aslantaş, K. “The effect of different cutting parameters on cutting force, tool wear and burr formation in micro milling WCu composite material fabricated via powder metallurgy”, Turkish Journal of Nature and Science, Vol. 5, Issue 2, Pages 1-5, 2016.
• 16. Gong, Y., & Li, P. “Analysis of tool wear performance and surface quality in post milling of additive manufactured 316L stainless steel”, Journal of Mechanical Science and Technology, Vol. 33, Issue 5, Pages 2387-2395, 2019.
• 17. Hajiahmadi, S. “Burr size investigation in micro milling of stainless steel 316L”, International Journal of Lightweight Materials and Manufacture, Vol. 2, Issue 4, Pages 296-304, 2019.
• 18. Aydın, K., Katmer, Ş., Arif, G. Ö. K., & Şeker, U. “Dalga formlu parmak frezelerin AISI 316L paslanmaz çelik üzerindeki işleme performansının deneysel ve istatistiksel olarak araştırılması”, Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, Cilt 36, Sayı 4, Sayfa 2225-2238, 2021.
• 19. Greco, S., Kieren-Ehses, S., Kirsch, B., & Aurich, J. C. “Micro milling of additively manufactured AISI 316L: impact of the layerwise microstructure on the process results”, The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, Vol. 112, Issue 1, Pages 361-373, 2021.
• 20. Uçurum, M., Güneşsu, E., Şirin, T. B., & Kaynak, Y. “Farklı kesme parametreleriyle işlenmiş 316LVM paslanmaz çelik malzemesinin talaşlı imalat-yüzey bütünlüğü-aşınma direnci arasındaki ilişkinin incelenmesi”, Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, Cilt 27, Sayı 4, Sayfa 449-457, 2021.
• 21. Şirin, E., & Şirin, Ş. “Investigation of the performance of ecological cooling/lubrication methods in the milling of AISI 316L stainless steel”, Manufacturing Technologies and Applications, Vol. 2, Issue 1, Pages 75-84, 2021.
• 22. Yasir, M., Danish, M., Mia, M., Gupta, M. K., & Sarikaya, M. “Investigation into the surface quality and stress corrosion cracking resistance of AISI 316L stainless steel via precision end-milling operation”, The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, Vol. 112, Issue 3, Pages 1065-1076, 2021.
• 23. Erçetin, A., Aslantas, K., & Özgün, Ö. “Micro-end milling of biomedical TZ54 magnesium alloy produced through powder metallurgy”, Machining Science and Technology, Vol. 24, Issue 6, Pages 924-947, 2020.
• 24. Akkoyun, F., Ercetin, A., Aslantas, K., Pimenov, D.Y., Giasin, K., Lakshmikanthan, A., & Aamir, M. “Measurement of micro burr and slot widths through image processing: Comparison of manual and automated measurements in micro-milling”, Sensors, Vol. 21, Issue 13, Pages 4432, 2021.
• 25. Aslantas, K., Danish, M., Hasçelik, A., Mia, M., Gupta, M., Ginta, T., & Ijaz, H. “Investigations on surface roughness and tool wear characteristics in micro-turning of Ti-6Al-4V alloy”, Materials, Vol. 13, Issue 13, Pages 2998, 2020.
• 26. Aslantas, K.; Ekici, E.; Çiçek, A. “Optimization of process parameters for micro milling of Ti-6Al-4V alloy using Taguchi-based gray relational analysis”, Measurement, Vol. 128, Pages 419–427, 2018.