Lazer Kesme Hızının Tungsten Karbür Malzemede Kesme Derinliği Üzerine Olan Etkisi

Öz

Talaşlı imalat malzemelere uygulanan en yaygın imalat yöntemlerinden biridir. Talaşlı imalatta talaş kaldırma işlemi genellikle bir kesici uç vasıtasıyla gerçekleştirilmektedir. Kesici uçlar, işlenen malzemeden kayma deformasyonu ile malzeme kaldırarak yeni bir yüzey oluştururlar. Bu işlem neticesinde kesici uç zamanla aşınır ve kullanılamaz hale gelir. Kesici uç performansının iyileştirilmesi ve kesici takım ömrünün artırılması ile ilgili çalışmalar son yıllarda lazer ışınları ile tekstür oluşturma üzerine yoğunlaştırılmıştır. Yüzeylere lazer ışınları ile tekstür açma işlemlerinde malzemeye çeşitli gravürler açılarak bu gravürlerin bir desen oluşturması ve malzemelerin tribolojik özelliklerini iyileştirmesi beklenmektedir. Yüzeylerde lazer ışınları ile tekstür oluşturma işlemlerinin mekanizmasının anlaşılabilmesi için lazer ile işleme parametrelerinin malzeme üzerinde bıraktığı etkilerin irdelenmesi gerekmektedir. Bu çalışmada da, en çok kullanılan kesici uç malzemelerinden biri olan tungsten karbür malzemenin üzerine farklı lazer kesme hızları ile gravürler açılmış ve lazer kesme hızı ile kesme derinliği arasındaki ilişki gözlemlenmiştir.

Anahtar Kelimeler

• Lazer ışınları ile tekstür oluşturma
• lazer kesme hızı
• tungsten karbür

Kaynakça

1. 1. Nagpal, J., Rana, R., Lal, R., Singari, R. M., & Kumar, H. 2022. “A brief review on various effects of surface texturing using lasers on the tool inserts”, Materials Today: Proceedings, 56, 3803-3812.
2. 2. Roushan, A. 2023. “Influence of laser parameters on the machining performance of textured cutting tools”. Optics & Laser Technology, 165, 109569.
3. 3. Arslan, A., Masjuki, H. H., Kalam, M. A., Varman, M., Mufti, R. A., Mosarof, M. H., Khuong, L.S., & Quazi, M. M. 2016. “Surface texture manufacturing techniques and tribological effect of surface texturing on cutting tool performance: a review”. Critical Reviews in Solid State and Materials Sciences, 41(6), 447-481.
4. 4. Mao, B., Siddaiah, A., Liao, Y., & Menezes, P. L. 2020. “Laser surface texturing and related techniques for enhancing tribological performance of engineering materials: A review”, Journal of Manufacturing Processes, 53, 153-173.
5. 5. Öztürk, E., & Kaya, K. 2024. “Drilling performance of micro-textured twist drill bit for TI-6AL-4V alloy: Validated FEM and statistical approaches”. Journal of Manufacturing Processes, 115, 342-351.
6. 6. Niketh, S., & Samuel, G. L. 2017. “Surface texturing for tribology enhancement and its application on drill tool for the sustainable machining of titanium alloy”. Journal of cleaner production, 167, 253-270.
7. 7. Kawasegi, N., Sugimori, H., Morimoto, H., Morita, N., & Hori, I. 2009. “Development of cutting tools with microscale and nanoscale textures to improve frictional behavior”. Precision Engineering, 33(3), 248254.
8. 8. Sugihara, T., & Enomoto, T. 2012. “Improving anti-adhesion in aluminum alloy cutting by micro stripe texture”. Precision Engineering, 36(2), 229-237.

9. 9. Vignesh, G., Barik, D., Ragupathi, P., & Aravind, S. 2020. “Experimental analysis on turning of AISI 4340 steel using non-textured, dimple textured and MoS2 coated dimple textured carbide cutting inserts at the rack surface”. Materials Today: Proceedings, 33, 2616-2620.
10. 10. Etsion, I. 2004. “Improving tribological performance of mechanical components by laser surface texturing”. Tribology letters, 17, 733-737.
11. 11. Baumann, R., Bouraoui, Y., Teicher, U., Selbmann, E., Ihlenfeldt, S., & Lasagni, A. F. 2023. “Tailored laser structuring of tungsten carbide cutting tools for improving their tribological performance in turning aluminum alloy Al6061 T6”. Materials, 16(3), 1205.
12. 12. Bhaduri, D., Dimov, S., & Soo, S. L. 2016. “Laser texturing of tungsten carbide tools: the effects on tribological performance when machining Ti-6Al-4V alloy”. In euspen’s 16th International Conference & Exhibition, UK.
13. 13. Maldonado-Cortés, D., Peña-Parás, L., Martínez, N. R., Leal, M. P., & Correa, D. I. Q. 2021. “Tribological characterization of different geometries generated with laser surface texturing for tooling applications”. Wear, 477, 203856.
14. 14. Sreedath, P., Bhat, S., & Arunachalam, N. 2019. “Evaluation and characterization of deterministic laser textured surfaces using machine vision”. Measurement, 135, 537-546.
15. 15. Fatima, A., & Mativenga, P. T. 2017. “On the comparative cutting performance of nature-inspired structured cutting tool in dry cutting of AISI/SAE 4140”. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part B: Journal of Engineering Manufacture, 231(11), 1941-1948.
16. 16. Ranjan, P., & Hiremath, S. S. 2022. “Influence of texture parameters of the bio-inspired crescent textured tool on machining performance of martensitic stainless steel”. CIRP Journal of Manufacturing Science and Technology, 39, 70-90.
17. 17. Bertolete, Marcelo & Barbosa, Patrícia & Machado, Alisson & Samad, Ricardo & Vieira, Nilson & Vilar, R. & de Rossi, Wagner. 2018. “Effects of texturing the rake surfaces of cemented tungsten carbide tools by ultrashort laser pulses in machining of martensitic stainless steel”. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 98. 1-12. 10.1007/s00170-018-2407-x.
18. 18. Schwanekamp, Tobias & Gussone, Joachim & Reuber, Martin. 2020. “Impact of laser irradiation on microstructure and phase development of tungsten carbide - cobalt”. Procedia CIRP. 94. 239-242. 19. 10.1016/j.procir.2020.09.045.
19. 20. Marimuthu, Sundar & Dunleavey, Justin & Smith, Bethan. 2020. “High-power ultrashort pulse laser machining of tungsten carbide”. Procedia CIRP. 94. 829-833. 10.1016/j.procir.2020.09.115.
20. 21. Teicher, Uwe & Baumann, Robert & Bouraoui, Yasmine & Ben Achour, Anas & Lasagni, Andrés & Ihlenfeldt, Steffen. 2022. “Laser structuring with DLIP technology of tungsten carbide with different binder content”. Procedia CIRP. 111. 601-604. 10.1016/j.procir.2022.08.159.
21. 22. Shin, Young-Gwan & Ji, Seok-Young & Choi, Junha & Cho, Sung-Hak. 2022. “Morphologies of cemented tungsten carbide ablated by pulsed femtosecond laser to manufacture next-generation blades of a cutting tool”. Applied Physics A. 128. 10.1007/s00339-022-05945-8.
22. 23. Li, Guangxian & Li, Xuanang & He, Guichao & Fan, Ruiguang & Li, Feiyuan & Ding, Songlin. 2023. “Surface Quality and Material Removal Rate in Fabricating Microtexture on Tungsten Carbide via Femtosecond Laser”. Micromachines. 14. 1143. 10.3390/mi14061143.