Bu çalışma, metal tozlarından parçaların vakum altında ve katman katman üretilmesi için deneysel bir elektron ışınlı eklemeli imalat sistemi geliştirmiş; cihazın mekanik, elektriksel ve yazılımsal altyapısını kurmuş ve Ti6Al4V ELI titanyum alaşımı tozundan 25 deneysel numune üretmiştir. Numunelerde elektron ışını hareket hızı, ışın gücü ve dinamik odaklama akımı değiştirilmiş; yüzey morfolojisi taramalı elektron mikroskobuyla, kimyasal bileşim ise seçilen üç numunede incelenmiştir. Üretilen numunelerin vanadyum içeriği başlangıç tozuyla uyumlu bulunurken alüminyum içeriğinin toza göre %0,6–1,96 daha düşük olduğu bildirilmiştir. Bununla birlikte çalışma, çekme dayanımı, yorulma, yoğunluk, gözeneklilik, mikroyapı, nicel yüzey pürüzlülüğü veya tekrarlı üretim istatistiği sunmadığından ürünlerin mekanik ve endüstriyel yeterliliği bu sonuçlarla doğrulanmamıştır.

Deneysel sistem; 60 kV yüksek gerilim kaynağı, elektron ışını tabancası, elektromanyetik tarama ve dinamik odaklama birimleri, toz hazneleri, hareketli üretim platformu, vakum sistemi, MCP kontrolörü ve endüstriyel bilgisayardan oluşmaktadır. Üretim akışı CAD modelinden STL dosyasına, Materialise Magics ile model hazırlamaya, BuildProcessor ile katmanlara ayırmaya, MCP tabanlı elektron ışını kontrolüne ve baskı sonrası temizleme ile desteklerin uzaklaştırılmasına kadar bütünleşik biçimde tasarlanmıştır.

Türkiye açısından değerlendirme: Çalışma; Türkiye’de havacılık, savunma, türbin üretimi, biyomedikal mühendislik ve metal eklemeli imalat alanlarında yerli elektron ışınlı 3B yazıcı geliştirilmesi açısından değerli bir sistem mimarisi örneği sunmaktadır. Özellikle vakum altında reaktif titanyum alaşımlarının işlenmesi, ışının elektromanyetik olarak taranması ve işlem parametrelerinin ürün bazında programlanması Türkiye’de geliştirilecek araştırma altyapılarına uyarlanabilir. Ancak aynı sonuçların Türkiye’de elde edilebilmesi için yerel cihaz bileşenleri, toz partileri, vakum seviyesi, ışın kalibrasyonu, termal çevrim, yüzey ölçümleri ve mekanik testlerle bağımsız doğrulama yapılmalıdır. Çalışma, üretilen türbin kanatlarının uçuşa elverişli olduğunu veya gösterilen tıbbi parçaların klinik kullanım için güvenli, biyouyumlu ya da sertifikalı olduğunu kanıtlamamaktadır.

Araştırmanın temel amacı nedir?

Araştırmanın amacı, metal tozlarını bir elektron ışınıyla vakum altında eriterek üç boyutlu parçaları katman katman oluşturabilen bir üretim teknolojisi geliştirmektir. Çalışma yalnızca bir baskı parametresi deneyi değildir; mekanik üretim düzeneğinin, elektron ışını kaynağının, vakum sisteminin, hareket mekanizmalarının, kontrol donanımının ve yazılım zincirinin birlikte kurulmasını kapsamaktadır.

Araştırmacılar geliştirdikleri sistemi özellikle havacılık, gaz türbini üretimi, makine mühendisliği ve biyomedikal uygulamalar için konumlandırmıştır. Bununla birlikte çalışmada bu sektörlere ait sertifikasyon, seri üretim verimi, maliyet veya gerçek hizmet koşullarında performans değerlendirmesi yapılmamıştır.

Elektron ışınlı eklemeli üretim nasıl çalışmaktadır?

Üretim sürecinde metal tozu vakum odasındaki üretim tablasına yayılmakta ve seçilen bölgeler odaklanmış bir elektron ışınıyla eritilmektedir. Işın, dijital modelin ilgili katmandaki kesitini izler. Katman tamamlandığında üretim platformu aşağı hareket eder, yeni bir toz tabakası yayılır ve süreç tekrarlanır.

Elektron ışınının lazer yerine enerji kaynağı olarak kullanılması iki temel özellik sağlamaktadır. Birincisi, ışının mekanik bir tarama kafası yerine elektromanyetik saptırma bobinleriyle hızlı biçimde yönlendirilebilmesidir. İkincisi, yüksek vakum ortamının titanyum gibi oksitlenmeye duyarlı ve kimyasal olarak etkin malzemelerin işlenmesine uygun olmasıdır.

Çalışmada toz yatağının eritme öncesinde yaklaşık 700–1000 °C sıcaklığa kadar ısıtılabildiği belirtilmektedir. Araştırmacılar, sıcak üretim yatağının daha önce katılaşmış katmanlarla yeni eritilen katmanlar arasındaki sıcaklık farkını azaltarak artık gerilmeleri, çatlakları ve şekil bozukluklarını sınırlayabileceğini ifade etmektedir. Ancak deneylerde kullanılan kesin yatak sıcaklıkları, sıcaklık ölçüm yöntemi ve numunelere ait termal çevrimler raporlanmamıştır.

Şekil 1’deki üretim düzeni ne göstermektedir?

Şekil 1, katkılı üretim sürecinin temel bileşenlerini şematik olarak göstermektedir. Sistemin üst kısmında elektron ışını tabancası, odaklama bobini ve saptırma bobini; iki yanında toz hazneleri; alt bölümünde ise ürün, destek yapıları, toz yatağı ve hareketli platform bulunmaktadır.

Toz, haznelerden yerçekimi etkisiyle üretim alanına aktarılmaktadır. Makaleye göre ayrı bir hassas dozajlama mekanizması kullanılmamakta; haznelerden yeterli toz seviyesi korunacak şekilde toplu besleme yapılmaktadır. Platform, her katmanın üretilmesinden sonra Z ekseninde aşağı hareket etmektedir.

Deneysel cihazın mekanik yapısı

Deneysel eklemeli imalat sistemi, SV-212M tipi küçük boyutlu bir elektron ışını kaynak düzeneği temel alınarak geliştirilmiştir. Cihazın ana mekanik bileşenleri şunlardır:

• Vakum odası,
• Üretim yatağı,
• Dikey hareket eden platform ve palet,
• Metal tozunu taşıyan hazneler,
• Tozu palet yüzeyine yayan hareketli ray veya sıyırıcı,
• Rayın yatay hareketini sağlayan elektrik motorlu tahrik,
• Platformun düşey hareketini sağlayan kılavuz ve elektrik motoru,
• Yüksek sıcaklığın vakum odasına doğrudan etkisini azaltan koruyucu reflektör.

Şekil 2, vakum odasının iç mekanik düzenini ve numaralandırılmış hareket bileşenlerini göstermektedir. Şekil 3 ise elektron ışını tabancası, yüksek gerilim birimi, vakum odası, kontrol kabinleri ve endüstriyel bilgisayarın bulunduğu deneysel sistemin fiziksel görünümünü sunmaktadır.

Vakum ve elektron ışını sistemi

Makaledeki açıklamaya göre vakum sistemi odada 10⁻⁴ Torr değerinden daha iyi bir çalışma basıncı sağlayabilmektedir. Yüksek gerilim kaynağı 60 kV gerilim ve elektron ışını için 100 mA’ya kadar akım sağlayacak şekilde tanımlanmıştır.

Ancak Şekil 4’te yüksek gerilim kaynağı “60 kV/60 kW” biçiminde etiketlenmiştir. Metindeki 60 kV ve 100 mA değerleri en yüksek eşzamanlı değerler olarak yorumlandığında 6 kW’a karşılık gelir. Şekildeki 60 kW etiketiyle metindeki akım değeri arasında açıklanmayan bir uyumsuzluk bulunmaktadır. Bu nedenle sistemin gerçek azami ışın gücü yalnızca bu makaleye dayanarak kesinleştirilemez.

Elektrik ve kontrol sistemi

Elektron ışınının akımı, odaklanması ve X–Y doğrultularındaki taraması MCP adlı donanım kontrolörü tarafından yönetilmektedir. Kontrolör aynı zamanda platformun Z eksenindeki hareketini ve toz dağıtma mekanizmasının yatay hareketini yönetmektedir.

Elektrik altyapısında şu bileşenler kullanılmıştır:

• 60 kV yüksek gerilim kaynağı,
• Yüksek gerilim kablosuna bağlı elektron ışını tabancası,
• İki kanallı tarama dalga biçimi yükselteci,
• Dinamik odaklama sinyali yükselteci,
• MCP işlem kontrolörü,
• Siemens Sinamics S120 elektrikli tahrik sistemi,
• Siemens Simotics 1FK7 elektrik motorları,
• Windows 10 işletim sistemli endüstriyel bilgisayar,
• Ana kontrol kabini ve vakum sistemi kontrol kabini.

Şekil 4’te yüksek gerilim kaynağı, vakum sistemi, endüstriyel bilgisayar, MCP kontrolörü, tarama yükselteci, dinamik odaklama yükselteci ve hareket sistemleri arasındaki sinyal akışı gösterilmektedir. Elektron ışını akımı I_w, statik odaklama akımı I_f ve dinamik odaklama akımı I_fd kontrol edilen temel değişkenlerdir.

Yazılım ve donanım platformu

Sistem için Materialise ile iş birliği içinde bir yazılım ve donanım platformu oluşturulmuştur. Platform, ürün geometrisinin hazırlanmasından baskının gerçek zamanlı izlenmesine kadar farklı yazılımları birbirine bağlamaktadır.

• CAD yazılımı: Ürünün üç boyutlu geometrisinin oluşturulması için kullanılır.
• Materialise Magics: Modelin içe aktarılması, hatalarının düzeltilmesi, konumlandırılması, ölçeklendirilmesi ve destek yapılarının oluşturulması için kullanılır.
• BuildProcessor: Modeli katmanlara ayırır; malzeme, katman kalınlığı, tarama düzeni, ışın gücü, hareket hızı ve odaklama ayarlarını tanımlar.
• MCP Operator: Üretim sırasında parametrelerin ayarlanmasını, sürecin gerçek zamanlı görüntülenmesini ve gerektiğinde parametrelerin değiştirilmesini sağlar.
• Toolbox: MCP kontrolörünün yapılandırılması ve 3B yazıcının kalibrasyonu için kullanılır.

BuildProcessor tarafından oluşturulan görev dosyası Ethernet üzerinden MCP kontrolörüne gönderilmektedir. Kontrolör bu dosyadaki katman geometrilerini ve işlem algoritmalarını kullanarak elektron ışınını ve mekanik hareketleri yönetmektedir.

Katmanlı üretim sürecinin aşamaları

Şekil 6’da üretim zinciri beş ana grup altında gösterilmiştir:

1. CAD: Tasarımın hazırlanması ve STL ya da destek biçimine dönüştürülmesi.
2. Materialise Magics: Modelin içe aktarılması, geometrik hataların giderilmesi, konumlandırma, ölçeklendirme ve destek üretimi.
3. BuildProcessor: Modellerin seçilmesi, üretim temalarının atanması, katmanlara ayırma ve görev dosyasının oluşturulması.
4. EBM kontrolü: Malzeme partisinin seçilmesi, vakumun oluşturulması, ışının hizalanması, kamera kalibrasyonu ve üretimin gerçekleştirilmesi.
5. Son işlem: Kullanılmayan tozun geri kazanılması, desteklerin uzaklaştırılması, yüzey işlemi ve gerektiğinde sıcak izostatik presleme.

Çalışmada son işlem basamakları genel bir üretim akışı olarak verilmiştir. Deneysel numunelerin gerçekten sıcak izostatik presleme işleminden geçirilip geçirilmediği belirtilmemektedir.

Ti6Al4V ELI tozunun özellikleri

Deneysel numuneler için Sino-Euro Materials Technologies of Xi’an tarafından üretilmiş Ti6Al4V ELI titanyum alaşımı tozu kullanılmıştır. Toz, plazma eritme ve merkezkaçlı püskürtme esaslı PREP yöntemiyle hazırlanmıştır.

Şekil 7’deki elektron mikroskobu görüntüsü, parçacıkların büyük bölümünün küresel olduğunu göstermektedir. Küresel geometri, tozun akışını ve üretim tablasına daha düzenli yayılmasını destekleyen bir özelliktir. Bununla birlikte çalışma, küresellik oranı veya uydu parçacık miktarı gibi nicel morfoloji ölçütleri vermemektedir.

Tablodaki genel fraksiyonun üst sınırı 106 µm olmasına rağmen D90 değeri 125–130 µm olarak verilmiştir. Bu iki değer birbiriyle doğrudan uyumlu görünmemektedir. Makale, fraksiyon eleme sınırı ile parçacık boyutu dağılımının hangi ölçüm yöntemiyle belirlendiğini açıklamadığından farkın nedeni doğrulanamamaktadır.

Başlangıç tozunun kimyasal bileşimi

Çalışmanın bir bölümünde alaşım adı “TiAl6Al4V ELI” biçiminde yazılmıştır. Diğer başlıklar, tablolar ve sonuçlar tutarlı biçimde Ti6Al4V ELI ifadesini kullandığından bu durum kaynak metindeki bir adlandırma veya dizgi tutarsızlığıdır.

Deneysel numuneler nasıl hazırlanmıştır?

Toplam 25 adet kare biçimli numune üretilmiştir. Numunelerin yatay boyutları 24×24 mm, toplam kalınlığı ise 10 mm olarak verilmiştir. Her numune için ışın hareket hızı, ışın gücü ve dinamik odaklama akımı ayrı ayrı tanımlanmıştır.

Bütün numunelerde ortak tutulan parametreler şunlardır:

• Işın yörüngeleri arasındaki kayma adımı: 0,2 mm,
• Toz katmanı kalınlığı: 0,1 mm,
• Tarama stratejisi: İki yönlü tarama,
• Katmanlar arasındaki tarama yönü dönüşü: 90°.

Makale, 10 mm toplam kalınlığın “55 mm’sinin teknolojik destek, diğer 5 mm’sinin ürün gövdesi” olduğunu yazmaktadır. Toplam kalınlığın 10 mm olduğu bilgisiyle 55 mm destek yüksekliği aynı anda doğru olamaz. Bu açık iç tutarsızlık nedeniyle destek bölümünün gerçek kalınlığı metin üzerinden doğrulanamamaktadır ve değer sessizce 5 mm olarak düzeltilmemiştir.

Deney parametreleri nasıl değiştirilmiştir?

Üç temel ışın hızı ve güç çifti kullanılmıştır:

• 240 mm/s ve 270 W,
• 540 mm/s ve 495 W,
• 780 mm/s ve 675 W.

Dinamik odaklama akımı −1,20 A ile +1,27 A arasında değiştirilmiştir. Böylece aynı hız ve güç koşullarında ışının odaklama davranışındaki değişimin yüzey morfolojisine etkisi gözlenmeye çalışılmıştır.

Kimyasal bileşim için hangi numuneler seçilmiştir?

Kimyasal inceleme için 2, 5 ve 8 numaralı numuneler seçilmiştir. Bu üç numunede dinamik odaklama akımı aynı, I_df = −0,61 A’dır; ışın hızları ve güçleri ise farklıdır:

• Numune 2: 780 mm/s ve 675 W,
• Numune 5: 540 mm/s ve 495 W,
• Numune 8: 240 mm/s ve 270 W.

Bu seçim, dinamik odaklama akımını sabit tutarak hız ve güç çiftleri arasındaki farkı incelemeyi amaçlamaktadır. Bununla birlikte hız ve güç aynı anda değiştirildiği için bu iki parametrenin bireysel etkileri birbirinden ayrıştırılamamaktadır.

Kimyasal bileşim sonuçları

Alüminyum içeriği bütün ölçümlerde %4,32–5,17 arasında kalmıştır. Araştırmacılar bu değerlerin başlangıç tozuna göre %0,6–1,96 düşük olduğunu ve kaybın yüksek vakumda alüminyumun daha yüksek buharlaşma eğilimiyle ilişkili olabileceğini belirtmektedir.

Bu mekanizma çalışmada doğrudan buhar basıncı veya kütle kaybı ölçümüyle test edilmemiştir. Dolayısıyla alüminyum azalmasının nedeni, yazarların süreç koşullarına dayanan açıklamasıdır. Tozun başlangıç partisinden aynı yöntemle alınmış noktasal ölçümler sunulmadığı için her numunedeki kesin alüminyum kaybının başlangıç bileşimine göre yeniden hesaplanması mümkün değildir.

Vanadyum değerleri genel olarak başlangıç tozu aralığıyla uyumludur. Demir, 2 numaralı numunede %0,01–0,06 aralığında ölçülmüş; 5 ve 8 numaralı numunelerde tabloda değer verilmemiştir. Şekil 10’daki spektrumda titanyum ana pik, alüminyum ve vanadyum daha küçük pikler hâlinde görünmektedir.

SEM yüzey görüntüleri ne göstermektedir?

Yüzeyler Philips SEM-515 taramalı elektron mikroskobuyla incelenmiştir. Şekil 9’da numunenin merkez bölgesi ve dört kenarındaki ürün konturu ayrı inceleme alanları olarak gösterilmektedir.

Şekil 11, 780 mm/s ışın hızı ve 675 W güç altında dinamik odaklama akımının −1,20 A’dan +1,27 A’ya değiştirildiği dokuz yüzey görüntüsünü karşılaştırmaktadır. Yüzeylerin çoğunda tarama yönünü izleyen şeritli ve yönlü bir morfoloji görülmektedir.

Dinamik odaklama akımı değiştikçe şu görsel farklılıklar ortaya çıkmaktadır:

• Şeritlerin belirginliği değişmektedir.
• Yüzey dalgalarının veya kabartı tepelerinin aralığı değişmektedir.
• Bazı numunelerde yerel mikropürüzlü bölgeler görülmektedir.
• Bazı koşullarda dalgalı ve daha düzensiz bir yüzey oluşmaktadır.
• Yüzey kabartısının görünür yüksekliği ve sürekliliği değişmektedir.

Şekil 12’de 240 mm/s ve 270 W koşulundaki üç numune gösterilmektedir. Bu yüzeylerde bazı bölgelerde belirgin şeritli yapı zayıflamış ve yüzey kabartıları arasındaki mesafe daha kaba hâle gelmiştir. Yazarlar bu değişimi farklı ısınma ve soğuma koşullarıyla ilişkilendirmektedir.

Görüntüler yüzey morfolojisinin parametrelere bağlı olarak değiştiğini desteklemektedir; ancak çalışmada Ra, Rz, tepe yüksekliği, şerit aralığı veya gözenek oranı gibi nicel ölçümler verilmemiştir. Bu nedenle hangi parametre takımının “en pürüzsüz” veya “en kaliteli” yüzeyi oluşturduğu kesin bir sayısal ölçüte göre belirlenememektedir.

Türbin kanatları ve tıbbi ürün modelleri

Optimizasyon çalışmalarının ardından deneysel cihazda gaz türbini stator kanatları, bir kafatası implantı modeli ve biyoprotez olarak adlandırılan parçalar üretilmiştir.

Şekil 13’te iki farklı tozdan üretilen stator kanadı modelleri gösterilmektedir:

• 45–106 µm aralığında, PREP yöntemiyle üretilmiş küresel Ti6Al4V ELI tozu,
• 63–160 µm aralığında, HDH yöntemiyle üretilmiş düzensiz şekilli VT-20 tozu.

Fotoğraflar parçaların genel geometrisinin üretilebildiğini göstermektedir. Bununla birlikte kanat profili ölçümü, boyutsal tolerans, yüzey pürüzlülüğü, iç boşluk, mekanik dayanım, yorulma veya yüksek sıcaklık performansı raporlanmamıştır.

Şekil 14’te delikli bir kafatası implantının bilgisayar modeli ve basılmış karşılığı; Şekil 15’te ise iki biyoprotez geometrisi ile basılmış ürünler yer almaktadır. Bu parçalar Ti6Al4V ELI tozundan üretilmiştir. Çalışmada hücre kültürü, sitotoksisite, biyouyumluluk, sterilizasyon, yüzey temizliği, hayvan deneyi veya klinik kullanım değerlendirmesi yapılmamıştır. Bu nedenle görseller yalnızca geometrik üretim gösterimi olarak değerlendirilmelidir.

Çalışmanın güçlü yönleri nelerdir?

• Mekanik, elektriksel, vakum ve yazılım bileşenlerini kapsayan bütünleşik bir deneysel cihaz geliştirilmiştir.
• Elektron ışınının taranması, odaklanması ve üretim platformunun hareketi programlanabilir hâle getirilmiştir.
• Gerçek Ti6Al4V ELI tozuyla 25 numune üretilmiştir.
• Üç farklı hız–güç çifti ve geniş bir dinamik odaklama akımı aralığı denenmiştir.
• Başlangıç tozunun morfolojisi ve kimyasal bileşimi raporlanmıştır.
• Seçilmiş numunelerde kimyasal bileşim ve yüzey morfolojisi incelenmiştir.
• Basit numunelerin yanında türbin kanadı ve karmaşık tıbbi geometriler basılmıştır.

Çalışmanın temel sınırlılıkları nelerdir?

• 25 numune üretilmesine rağmen parametre başına bağımsız tekrar sayısı verilmemiştir.
• Deneysel tasarımda hız ve güç birlikte değiştiği için etkileri ayrı ayrı belirlenememektedir.
• Kimyasal analiz yalnızca üç numunede ve toplam dokuz ölçüm noktasında yapılmıştır.
• Kimyasal analiz yönteminin kalibrasyonu, algılama sınırı ve ölçüm belirsizliği açıklanmamıştır.
• Baskı sonrasında oksijen, azot, hidrojen ve karbon miktarları ölçülmemiştir.
• Yoğunluk, gözeneklilik, ergime eksikliği ve iç çatlaklar nicel olarak incelenmemiştir.
• SEM görüntülerine rağmen nicel yüzey pürüzlülüğü değerleri verilmemiştir.
• Mikroyapı, faz dağılımı, tane boyutu ve doku analizi yapılmamıştır.
• Çekme, sertlik, darbe, yorulma, sürünme veya kırılma tokluğu sonuçları sunulmamıştır.
• Ürünlerin geometrik doğruluğu ve boyutsal toleransları ölçülmemiştir.
• Vakum, yatak sıcaklığı ve termal çevrim için deney süresince kaydedilmiş veriler verilmemiştir.
• Türbin kanatları gerçek motor koşullarında denenmemiştir.
• Tıbbi ürünlerde biyouyumluluk veya klinik güvenlik doğrulaması yapılmamıştır.
• Enerji tüketimi, üretim süresi, toz geri kazanım oranı ve maliyet analizi bulunmamaktadır.

Çalışma neyi desteklemektedir?

• Vakum altında metal tozu eritebilen deneysel bir elektron ışınlı eklemeli imalat sistemi kurulmuştur.
• Sistem programlanmış dijital modellerden katmanlı ürün üretebilmiştir.
• Ti6Al4V ELI tozundan 25 deneysel numune üretilebilmiştir.
• Elektron ışını hızı, gücü ve dinamik odaklama akımı yüzey morfolojisini değiştirmiştir.
• Seçilmiş numunelerde alüminyum miktarı başlangıç tozu için verilen aralığın altında kalmıştır.
• Sistem, türbin kanadı ve karmaşık tıbbi parça geometrilerini fiziksel olarak oluşturabilmiştir.

Çalışma neyi kanıtlamamaktadır?

• Üretilen parçaların döküm ürünlerle aynı mekanik özelliklere sahip olduğunu bu deneyler kanıtlamamaktadır.
• Belirli bir işlem parametresinin mekanik dayanım açısından optimum olduğunu göstermemektedir.
• Türbin kanatlarının gerçek gaz türbininde güvenle çalışabileceğini kanıtlamamaktadır.
• Tıbbi parçaların insan vücudunda kullanım için uygun veya güvenli olduğunu göstermemektedir.
• Cihazın seri üretim kapasitesini, ekonomik üstünlüğünü veya endüstriyel güvenilirliğini doğrulamamaktadır.
• Alüminyum kaybının yalnızca buharlaşmadan kaynaklandığını doğrudan kanıtlamamaktadır.
• Gözeneksiz, tam yoğun veya kusursuz ürün üretildiğini göstermemektedir.

Çalışmanın Yöntemi ve Bulguları

Teknik yöntem özeti

Yirmi beş numunenin baskı parametreleri

Ana deneysel bulgular

• Yirmi beş Ti6Al4V ELI numunesi deneysel elektron ışınlı sistemde üretilebilmiştir.
• Yüzeylerde çoğunlukla tarama yönüne bağlı şeritli bir mikrorölyef görülmüştür.
• Dinamik odaklama akımı, şeritlerin görünümünü, yüzey dalgalanmasını ve yerel mikropürüzlülüğü değiştirmiştir.
• 240 mm/s ve 270 W koşullarında bazı yüzeylerde belirgin şerit yapısı zayıflamış ve daha kaba bir rölyef oluşmuştur.
• Kimyasal analizlerde alüminyum %4,32–5,17, vanadyum %4,04–4,63 aralığında ölçülmüştür.
• Alüminyum miktarının toza göre %0,6–1,96 daha düşük olduğu bildirilmiştir.
• Demir miktarı ölçüldüğü noktalarda %0–0,06 düzeyinde kalmıştır.
• Ti6Al4V ELI ve VT-20 tozlarından deneysel türbin stator kanadı geometrileri üretilebilmiştir.
• Ti6Al4V ELI tozundan kafatası implantı ve biyoprotez olarak sunulan karmaşık geometriler basılabilmiştir.

Formül ve istatistiksel değerlendirme

Çalışmada doğrudan sunulmuş bir proses denklemi, enerji yoğunluğu formülü veya ısı iletimi modeli bulunmamaktadır. Bu nedenle ışın gücü, hız ve katman geometrisinden yeni bir enerji yoğunluğu hesabı oluşturulmamıştır.

Çalışmada ortalama, standart sapma, güven aralığı, varyans analizi, regresyon, p değeri veya anlamlılık eşiği verilmemiştir. Kimyasal bileşim tablosundaki tekrarlı noktalar istatistiksel olarak özetlenmemiştir. Dolayısıyla farklı üretim koşulları arasındaki farkların istatistiksel anlamlılığı belirlenemez.

Kaynak ve Yöntem Notu

Çalışmanın tam özgün adı: Additive Electron Beam Technology for Manufacture of Metal Products from Powder Materials

Yazarlar ve doğru sıraları: Vladyslav Matviichuk, Vladimir Nesterenkov, Olena Berdnikova. İncelenen makalede adlar V.A. Matviichuk, V.M. Nesterenkov ve O.M. Berdnikova biçiminde verilmiştir; tam adlar makaledeki ORCID kayıtlarıyla eşleşen akademik yazar sayfalarından doğrulanmıştır.

Eş birinci yazar veya eş katkı: Eş birinci yazar ya da eş katkı bilgisi bulunmamaktadır.

Sorumlu yazar: Vladimir Nesterenkov

Kurumsal bağlantı: E.O. Paton Electric Welding Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine, 11 Kazymyr Malevych Street, 03150 Kyiv, Ukrayna

ORCID:

• Vladyslav Matviichuk: 0000-0002-9304-6862
• Vladimir Nesterenkov: 0000-0002-7973-1986
• Olena Berdnikova: 0000-0001-9754-9478

DOI:10.37434/tpwj2022.02.03

Dergi: The Paton Welding Journal

Yayın bilgisi: 2022, Sayı 2, sayfa 16–25

Özgün yayıncı: International Association “Welding”

Yayın platformu: Paton Publishing House

Kaynak türü: Deneysel ekipman geliştirme, proses araştırması ve malzeme incelemesi içeren hakemli özgün araştırma makalesi

Hakemlik durumu: The Paton Welding Journal’ın resmî yayın politikasına göre dergiye sunulan makaleler hakem değerlendirmesinden geçirilmektedir.

Resmî yayın bağlantısı:Paton Publishing House resmî makale sayfası

Bibliyografik tarih notu: Makale The Paton Welding Journal’ın Şubat 2022 sayısında gösterilmekte; metnin sonunda alınma tarihi 13 Aralık 2021, kabul tarihi ise 31 Mart 2022 olarak verilmektedir. Kabul tarihinin sayı ayından sonra görünmesi kaynak içinde açıklanmayan bir tarih tutarsızlığıdır.

Bu Türkçe açıklama, yüklenen çalışmanın metni, cihaz şemaları, kontrol sistemi diyagramları, yazılım akışı, toz görüntüsü, dört tablosu, 25 numunenin fotoğrafı, kimyasal spektrumu, SEM yüzey görüntüleri ve basılmış ürün örnekleri incelenerek hazırlanmıştır. Dış kaynaklar yalnızca tam yazar adları, DOI, dergi, yayıncı, resmî bağlantı ve hakemlik durumunun bibliyografik doğrulaması için kullanılmıştır. Çalışmada bulunmayan bilimsel sonuçlar makaleye eklenmemiştir.

Çalışmanın temel sınırlılıkları; parametreler için bağımsız tekrarların bulunmaması, mekanik özelliklerin ölçülmemesi, kimyasal analizin üç numuneyle sınırlı olması, nicel yüzey pürüzlülüğü ve kusur analizinin yapılmaması, geometrik toleransların verilmemesi ve endüstriyel ya da klinik doğrulamanın bulunmamasıdır. Gösterilen türbin ve tıbbi parçalar, sistemin karmaşık geometri üretme yeteneğini göstermektedir; gerçek motor kullanımını veya klinik güvenliği kanıtlamamaktadır.