The mechanical behavior of auxetic structures, which have a negative Poisson's ratio and can be used in industrial applications where energy absorption properties are needed, under compressive, tensile or bending loading, has been examined in the literature. However, there is no study in the literature on how much the auxetic properties affect the dimensional deviations of these structures as a result of their production by laser powder bed fusion method, an additive manufacturing process. In order to contribute to filling this gap, in this study, the high temperature difference between the layers and the resulting residual stresses and dimensional deviations that occurred during production of five different auxetic structures (re-entrant, trichiral, anti-thrichiral, tetrachiral, anti-tetrachiral and hexachiral) and one non-auxetic structure (honeycomb) with laser powder bed fusion method from Inconel 718 material were investigated by using thermomechanical simulation. Poisson’s ratios for each geometry were also calculated and compared. The results showed that auxetic structures also showed auxetic properties when produced by laser powder bed fusion method. As a result of the study, it was observed that re-entrant structure showed the highest and hexachiral structure showed the lowest auxetic properties. Among chiral structures consisting of walls tangent to a node, hexachiral structure showed the largest dimensional deviation. The non-auxetic honeycomb structure showed more dimensional deviations than the auxetic structures.
auxetic lattice dimensional deviation prediction process simulation
Negatif Poisson oranına sahip olan ve özellikle enerji absorbe etme özelliğine ihtiyaç duyulan endüstriyel uygulamalarda kullanım imkanı bulan ökzetik yapıların basma, çekme ya da bükme yüklemeleri altındaki mekanik davranışları literatürde incelenmiştir. Fakat bu yapıların, bir eklemeli imalat prosesi olan lazer toz yatağı füzyon yöntemi ile üretilmeleri neticesinde meydana gelen boyutsal sapmaları üzerinde, ökzetik özelliklerinin ne kadar etki ettiği konusunda herhangi bir çalışma literatürde bulunmamaktadır. Bu boşluğun doldurulmasına katkı sağlamak amacıyla, bu çalışmada beş farklı ökzetik yapı (re-entrant, trichiral, anti-thrichiral, tetrachiral, anti-tetrachiral ve hexachiral) ve bir adet ökzetik olmayan yapının (bal peteği), Inconel 718 malzemeden lazer toz yatağı füzyon yöntemi ile üretimi sırasında meydana gelen, katmanlar arası yüksek sıcaklık farklı ve bunun neticesinde oluşan kalıntı gerilmeler ve boyutsal sapma miktarları, termomekanik simülasyon kullanılarak incelenmiştir. Her bir geometriye ait Poisson oranları da hesaplanmış ve karşılaştırılmıştır. Sonuçlar, ökzetik yapıların lazer toz yatağı füzyon yöntemi ile üretilmeleri sırasında da ökzetik özellik gösterdiklerini göstermiştir. Çalışma sonucunda re-entrant yapının en yüksek, hexachiral yapının ise en düşük ökzetik özellik gösterdiği görülmüştür. Bir düğüm noktasına teğet olan duvarlardan oluşan chiral yapılar arasında, hexachiral yapı en fazla boyutsal sapma göstermiştir. Ökzetik olmayan bal peteği yapısı ise, ökzetik yapılara göre daha fazla boyutsal sapma göstermiştir.
Birincil Dil | Türkçe |
---|---|
Konular | Makine Mühendisliği (Diğer) |
Bölüm | Araştırma, Geliştirme ve Uygulama Makaleleri |
Yazarlar | |
Yayımlanma Tarihi | 29 Kasım 2024 |
Gönderilme Tarihi | 14 Mart 2024 |
Kabul Tarihi | 31 Ekim 2024 |
Yayımlandığı Sayı | Yıl 2024 Cilt: 22 Sayı: 2 |