Eklemeli imalat ile PEEK filament kullanılarak farklı parametrelerde üretilen numunelerin tribolojik özelliklerinin incelenmesi

Abstract

Katmanlı İmalat (Kİ) yöntemi üretimi zor olan karmaşık geometrili parçaların üretilmesini daha kolay kıldığı için gün geçtikçe endüstrinin sık kullandığı bir üretim yöntemi haline gelmiştir. Katmanlı İmalat diğer üretim yöntemleri ile üretilmesi zor olan parçaların üretilmesini sağlamaktadır. Bu tez çalışmasında, PEEK malzemeden Kİ yöntemiyle farklı katman kalınlığı, baskı yönü gibi üretim parametreleri kullanılarak Ǿ10x20mm ölçülerinde test numuneleri üretilmiştir. Eklemeli İmalat ile üretilmiş numunelerin aşınma performansını karşılaştırmak için sanayide sıkça kullanılan haddelenmiş PEEK malzeme tercih edilmiştir. Aşınma testleri üç farklı yük altında bir saat süre ile 2m/s hızda kuru ve yapay vücut sıvısı içerisinde gerçekleştirilmiştir. Kİ ile üretilen bu numunelerin sertlik, hacim kaybı, sürtünme katsayısı ve aşınmış yüzey FESEM (Alan Emisyonlu Taramalı Elektron Mikroskobu) görüntüleri incelenmiştir. Yapılan deneyler sonucunda üretilen numunelerin hacim kayıpları kuru ortam şartlarında daha düşük olurken, yapay vücut sıvısı (YVS) içerisinde hacim kayıpları daha fazladır. Ortalama sürtünme katsayıları ise kuru ortamda daha yüksek iken, YVS içerisinde daha düşük olduğu ve sürtünen yüzeyde yağlayıcı etkisi oluşturduğu görülmektedir. Katman kalınlığının ve baskı yönünün sertlik, hacim kaybı ve ortalama sürtünme katsayısının üzerinde kayda değer bir etkisi olmadığı gözlemlenmiştir. Aşınma testlerinde daha yüksek yüklerde haddelenmiş numune daha iyi aşınma performansı gösterirken, daha düşük yüklerde eklemeli imalat ile üretilen PEEK numuneler daha iyi aşınma performansı göstermişti

Since the Additive Manufacturing (AM) method makes it easier to produce parts with complex geometry that are difficult to produce, it has become a production method frequently used by the industry day by day. AM enables the production of parts that are difficult to produce with other production methods. In this thesis study, test samples of Ǿ10x20m were produced from PEEK material using the AM method using different layer thickness and printing direction as production parameters. Rolled PEEK material, which is frequently used in the industry, was preferred to compare the wear performance of the samples produced with AM. Wear tests were carried out under three different loads for one hour at a speed of 2 m/s in dry and artificial body fluid. The hardness, volume loss, friction coefficient and worn surface FESEM (Field Emission Scanning Electron Microscope) images of these samples produced with AM were examined. As a result of the experiments, the volume losses of the samples produced were lower in dry environment conditions, while the volume losses were higher in artificial body fluid conditions (ABF). The average friction coefficients are higher in dry environments, lower in ABF and have a lubricating effect on the friction surface. It was observed that the layer thickness and the printing direction did not have a significant effect on the hardness, volume loss and average friction coefficient. In the wear tests, the rolled sample showed better wear performance at higher loads, while the PEEK samples produced by additive manufacturing showed better wear performance at lower loads.