Şenol Şirin

Three‐dimension (3D) printing technology, also known as additive manufacturing, is a manufacturing technology that creates three‐dimensional objects by depositing material layer by layer, as opposed to subtractive manufacturing methods. However, the newness of the technology brings with it many unknowns. In particular, the raw materials used are constantly increasing. For this reason, testing each raw material used in many aspects and to determine the optimum production conditions is important for the wide use of 3D printing technology. These optimal conditions may be the parameters used to produce a material, and sometimes they can appear as a new material. In addition, the production of new materials with varying production parameters is fundamental research topic that requires comprehensive study. For all these purposes, in this study, a new material type known as Lubri PLA (LPLA) was selected and produced in different filling types and subjected to a series of friction and wear tests. Thus, it is aimed to determine the tribological properties of the material. Additionally, samples were produced in ten different infill types (grid, lines, triangels, hexagon, cubic, octal, zigzag, diagonal, diagonal 3D and gyroid) to show the effect of filler type on friction and wear behavior. These filler types were used for both PLA and Lubri PLA materials and a total of twenty samples were produced. Thereby, it is aimed to conduct a comprehensive study showing the effect of both material difference and filling type on friction‐wear behavior. Diameter deviations, hardness deviations, friction coefficient, temperature, specific wear rates (SWr), and vibration were selected as output parameters. According to the analysis of the test results, the best result in terms of material structure was given by Lubri PLA, while the best result in terms of filling type was obtained with Diagonal 3D filling type. In addition, the lowest vibration level was obtained in the LP‐Diagonal 3D sample with 0.041 mm/s², while the highest vibration level was obtained in the P‐Grid sample with 1.756 mm/s².Highlights: LPLA closed to nominal value in diameter and hardness deviations Addition of graphite nanoparticle increased the dimensional accuracy Diagonal 3D infill type Lubri PLA composites showed the superior performance Graphite modified Lubri PLA composites demonstrated superior performance

Nanoakışkanlar metal işleme sektöründe, işleme performansına son derece olumlu katkılar sunmaktadır. Son yıllarda özellikle nanoakışkanlar üzerine çalışmalar yoğunlaşmakla birlikte raf ömrü ve homojenliği bir merak konusudur. Homojen bir nanoakışkan elde etme ve karışımın raf ömrünü artırma adına farklı yüzey aktif maddeler (surfaktanlar) karışıma eklenebilmektedir. Bu çalışmada, CuO nanopartikül katkılı bitkisel esaslı yağın içerisine farklı oranlarda cetiltrimetilamonyum bromid (CTAB), polivinilpolipirolidon (PVP) ve sodyum dodesil sülfat (SDS) eklenerek nanoakışkan karışımlar hazırlanmıştır. Aynı oranlarda eklenen surfaktanların işleme performansı üzerindeki etkilerinin belirlenmesi adına AISI 329 dubleks paslanmaz çelik malzemeye bir dizi frezeleme deneyi uygulanmıştır. Deneyler Taguchi L9 deney seti kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Deneylerde girdi parametresi olarak üç farklı surfaktan (CTAB, PVP ve SDS), kesme hızı (120, 160 ve 200 m/dak), ilerleme (0.10-0.15 ve 0.20 mm/dev) seçilmiştir. Performans kriteri olarak yüzey pürüzlülüğü (Ra), kesme sıcaklığı (T) ve takım aşınması tercih edilmiştir. Faktörlere ait etki düzeylerinin belirlenmesinde varyans analizi (ANOVA) kullanılmıştır. Deneylerden elde edilen sonuçlara göre; PVP surfaktan katkılı CuO nanoakışkanın Ra, kesme sıcaklığı ve takım aşınmasında en iyi performansı gösterdiği anlaşılmıştır.

Bu çalışmada ekolojik farklı soğutma/yağlama koşullarının performansları değerlendirilmiştir. AISI 904L süper dubleks paslanmaz çeliği bu amaçla, kuru, minimum miktarda yağlama (MMY), kriyojenik soğutma (N2), hegzagonal bor nitrür katkılı nanoakışkan (hBN), MMY/N2 hibrit ve hBN/N2 hibrit koşulları altında tornalanmıştır. Tornalama deneylerinde parametre olarak iki farklı kesme hızı (120 ve 180 m/dak), sabit ilerleme (0,15 mm/dev) ve sabit kesme derinliği (0,5 mm) seçilmiştir. PVD kaplamalı sementit karbür kesici takımların kullanıldığı deneysel çalışmada performans kriteri olarak; yüzey pürüzlülüğü ve topografya, kesme sıcaklığı, titreşim, takım aşınması ve ömrü tercih edilmiştir. Deneysel çalışma sonunda elde edilen verilerle, kesme sıcaklığında en iyi performansı N2 koşulu gösterirken, diğer tüm sonuçlarda en iyi performansı hBN/N2 soğutma/yağlama koşulu göstermiştir.

In this study, the effect of shallow cryogenic treatment on the friction coefficient of AISI 430 ferritic stainless steel was investigated. The friction coefficient experiments were carried out in a ball-on-disc wear tester under 5 N load at 400 rpm. As a result of the tests, the study examined the surface topography of the wear traces, the abrasion profile, microscopic images of the wear traces, and the hardness change of the wear traces. After applying shallow cryogenic treatment, the friction coefficient of the samples was increased by 7.5%. The micro hardness value around the wear traces of the cryogenic (Cryo) samples was 28.4% higher than the value for the commercial samples. The width of the wear trace of the Cryo samples was reduced by 44%. The average roughness value of the wear trace was 33.3% improved in the Cryo sample compared to the commercial sample.

Son yıllarda ekolojik soğutma/yağlama yöntemleri sürdürülebilir imalat için metal işleme operasyonlarında kullanılmaya başlanmıştır. Bu yöntemlerin başında ise birbirine göre üstün özelliklerin bir araya getirildiği hibrit soğutma/yağlama yöntemlerinin kullanıldığı çalışmalar ön plana çıkmaktadır. Bu çalışmada; AISI 2507 dubleks paslanmaz çeliğinin Minimum Miktarda Yağlama (MMY), kriyojenik soğutma (Kry) ve hibrit (Kry+MMY) soğutma/yağlama koşulları altında tornalanmasında, yüzey kalitesi incelenmiştir. İşlenen yüzeylerin kalitesinin belirlenmesinde yüzey pürüzlülük (Ra), iki boyutlu yüzey görüntüleri ve üç boyutlu yüzey topografyaları kullanılmıştır. Deneyler üç farklı soğutma/yağlama koşulunda (MMY, Kry ve Kry+MMY), kesme hızında (80, 120 ve 160 m/dak) ve ilerlemede (0,16-0,20 ve 0,24 mm/dev) gerçekleştirilmiştir. Deney tasarımında ve optimum koşulların belirlenmesinde Taguchi L27 tasarımı kullanılmıştır. Deneysel sonuçlara etki eden faktörler ve faktörlerin etki oranlarını belirlemek için varyans analizi (ANOVA) kullanılmıştır. Deney sonuçlarına göre yüzey kalitesi için optimum koşullar, Kry+MMY hibrit soğutma/yağlama koşulu, 160 m/dak kesme hızı ve 0,16 mm/dev ilerleme olarak belirlenmiştir. En iyi Ra değeri (1,151 µm) A3, B3, C1 koşulunda, en kötü Ra değeri ise (-2,861 µm) A2, B1, C3 koşulunda elde edilmiştir.