Şekil hafızalı NiTi alaşımının mikro frezelenmesi ve kritik talaş kalınlığının belirlenmesi
Yıl: 2019 Cilt: 34 Sayı: 3 Sayfa Aralığı: 1201 - 1211 Metin Dili: Türkçe DOI: 10.17341/gazimmfd.460515 İndeks Tarihi: 03-01-2021
Şekil hafızalı NiTi alaşımının mikro frezelenmesi ve kritik talaş kalınlığının belirlenmesi
Öz: Şekil hafızalı alaşımlar (ŞHA), benzersiz özelliklerinden dolayı, biyomedikal alanda yaygın şekildekullanılmaktadır. Bu alaşımlar arasında, NiTi alaşımları en çok kullanılan malzemelerdir. Bu alaşımlarışekillendirmek için kullanılan bir yöntem de talaşlı imalat tekniğidir. NiTi alaşımları mekanik olarakkesilmek zorunda kalıyorsa, kristal kafes yapısı değişebilir ve faz dönüşümü meydana gelebilir. Fazdönüşümü, doğal olarak kesme kuvvetlerini ve takım ömrünü etkiler. Bu çalışmada, NiTi alaşımının mikrokesme koşulları altında frezelenmesi, deneysel olarak araştırılmıştır. Bunun için, yüksek hassasiyette veyüksek kesme hızlarında kesme yapabilen bir deney düzeneği kullanılmıştır. Çalışmada, geniş bir aralıktadiş başına düşen ilerleme değeri ve talaş derinliği dikkate alındı. Böylece NiTi alaşımının frezelenmesindekritik olan talaş kalınlığı tespit edilmeye çalışılmıştır. Çalışma sonunda elde edilen çıktı parametreleri; kesmekuvvetleri, yüzey pürüzlülüğü ve çapak genişliğidir. Elde edilen sonuçlar, NiTi ŞHA için kritik talaşkalınlığının 0,5m olduğu tespit edilmiştir. Kritik talaş kalınlığı, kesici kenar radyüsünün yaklaşık %33 nekarşılık gelmektedir. Artan kesme hızına bağlı olarak, hem kesme kuvvetleri hem de çapak genişlikleriartmaktadır.
Anahtar Kelime: Micro milling of NiTi shape memory alloy and determination of critical chip thickness
Öz: Shape memory alloys (SMA) are widely used in the biomedical field due to their unique properties. Among these alloys, NiTi alloys are the most widely used. Machining process is one of the techniques to form these materials. If the NiTi alloys are mechanically forced to be cut, the crystal lattice structure can change and thus phase transformation can occur. Phase transformation naturally affects cutting forces and tool life. In this study, the milling of NiTi alloy under micro-cutting conditions was investigated experimentally. For this, an experimental setup with high precision and cutting at high cutting speeds was used. A wide range of depth of cut and feed per tooth were used in the study. Thefore, it was tried to determine the chip thickness which is critical in milling NiTi alloy. Output parameters obtained at the end of the study; cutting forces, surface roughness and burr width. The obtained results show that for NiTi SHA, the critical chip thickness is 0.5μm. The critical chip thickness corresponds to about 33% of the radius of the cutting edge. However, depending on the increased cutting speed, both the cutting forces and the burr widths increases.
Anahtar Kelime: Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık
- 1. Biermann, D., F. Kahleyss, E. Krebs, and T. Upmeier., A Study on Micro-Machining Technology for the Machining of NiTi: Five-Axis Micro-Milling and Micro Deep-Hole Drilling, Journal of Materials Engineering and Performance, 20, 745–751, 2011.
- 2. Kaynak, Y., H. E. Karaca, R. D. Noebe, and I. S. Jawahir., Analysis of Tool-Wear and Cutting Force Components in Dry, Preheated, and Cryogenic Machining of NiTi Shape Memory Alloys, Procedia CIRP, 8,498–503, 2013.
- 3. Yung, K. C., H. H. Zhu, and T. M. Yue., Theoretical and Experimental Study on the Kerf Profile of the Laser Micro-Cutting NiTi Shape Memory Alloy Using 355 Nm Nd:YAG, Smart Materials and Structures 14 (2), 337-342, 2005.
- 4. Theisen, W., and A. Schuermann. Electro Discharge Machining of Nickel-Titanium Shape Memory Alloys, Materials Science and Engineering A 378 (1–2), 200– 204, 2004.
- 5. Kong, M. C., D. Axinte, and W. Voice. Challenges in Using Waterjet Machining of NiTi Shape Memory Alloys: An Analysis of Controlled-Depth Milling, Journal of Materials Processing Technology, 211 (6), 959–71, 2011
- 6. Kaynak, Y., Karaca, H.E., Jawahir, I.S., Cutting Speed Dependent Microstructure and Transformation Behavior of NiTi Alloy in Dry and Cryogenic Machining, Journal of Materials Engineering and Performance 24 (1), 452–456, 2015.
- 7. Weinert, K., Petzoldt, V., Machining of NiTi Based Shape Memory Alloys, Materials Science and Engineering A, 378 (1–2), 180–184, 2004.
- 8. Ucun, İ., Aslantaş, K., Gökçe, B., Bedir, F., Effect of Tool Coating Materials on Surface Roughness in Micromachining of Inconel 718 Super Alloy, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part B: Journal of Engineering Manufacture, 228, (12), 1550–1562, 2014.
- 9. Aslantas, K., Hopa, H. E., Percin, M. Ucun, I., Çicek, A., Cutting Performance of Nano-Crystalline Diamond (NCD) Coating in Micro-Milling of Ti6Al4V Alloy, Precision Engineering, 45, 55-66, 2016.
- 10. Weinert, K., and Petzoldt, V., Machining NiTi MicroParts by Micro-Milling, Materials Science and Engineering A, 481–482, (1-2), 672–675, 2008.
- 11. Ucun, İ., Aslantaş, K., Bedir, F., The Effect of Minimum Quantity Lubrication and Cryogenic Pre-Cooling on Cutting Performance in the Micro Milling of Inconel 718, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part B: Journal of Engineering Manufacture 229 (12), 2134–2143, 2015.
- 12. Ucun, I., Aslantas, K., and Bedir, F., The Performance Of DLC-Coated and Uncoated Ultra-Fine Carbide Tools in Micromilling of Inconel 718, Precision Engineering, 41, 135–144, 2015.
- 13. Chae, J., Park, S. S., Freiheit, T., Investigation of MicroCutting Operations, International Journal of Machine Tools and Manufacture 46 (3-4), 313–332, 2006.
- 14. Ucun, İ., Aslantas, K., Bedir, B., Finite Element Modeling of Micro-Milling: Numerical Simulation and Experimental Validation, Machining Science and Technology, 20 (1), 148-172, 2016.
- 15. Kaynak, Y., Karaca, H.E., Noebe, R.D., Jawahir, I.S., Tool-Wear Analysis in Cryogenic Machining of NiTi Shape Memory Alloys: A Comparison of Tool-Wear Performance with Dry and MQL Machining, Wear, 306 (1-2), 51–63, 2013.
- 16. Piquard, R., D’Acunto, A., Laheurte, P., Dudzinski, D., Micro-End Milling of NiTi Biomedical Alloys, Burr Formation and Phase Transformation, Precision Engineering, 38 (2), 356–364, 2104.
- 17. Sinan, F., Conley, C.M., Wasserman, M.B., Ozdoganlar, O.B, An Experimental Investigation of MicroMachinability of Copper 101 Using Tungsten Carbide Micro-Endmills, International Journal of Machine Tools and Manufacture, 47 (7–8), 1088–1100, 2007.
- 18. Aslantaş K., Çiçek A., Çelik S.G., An experimental study on relationship between tool wear - slot geometry in micromachining, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 33 (4), 1285-1298, 2018.
| APA | Aslantas K, KAYNAK Y (2019). Şekil hafızalı NiTi alaşımının mikro frezelenmesi ve kritik talaş kalınlığının belirlenmesi. , 1201 - 1211. 10.17341/gazimmfd.460515 |
| Chicago | Aslantas Kubilay,KAYNAK YUSUF Şekil hafızalı NiTi alaşımının mikro frezelenmesi ve kritik talaş kalınlığının belirlenmesi. (2019): 1201 - 1211. 10.17341/gazimmfd.460515 |
| MLA | Aslantas Kubilay,KAYNAK YUSUF Şekil hafızalı NiTi alaşımının mikro frezelenmesi ve kritik talaş kalınlığının belirlenmesi. , 2019, ss.1201 - 1211. 10.17341/gazimmfd.460515 |
| AMA | Aslantas K,KAYNAK Y Şekil hafızalı NiTi alaşımının mikro frezelenmesi ve kritik talaş kalınlığının belirlenmesi. . 2019; 1201 - 1211. 10.17341/gazimmfd.460515 |
| Vancouver | Aslantas K,KAYNAK Y Şekil hafızalı NiTi alaşımının mikro frezelenmesi ve kritik talaş kalınlığının belirlenmesi. . 2019; 1201 - 1211. 10.17341/gazimmfd.460515 |
| IEEE | Aslantas K,KAYNAK Y "Şekil hafızalı NiTi alaşımının mikro frezelenmesi ve kritik talaş kalınlığının belirlenmesi." , ss.1201 - 1211, 2019. 10.17341/gazimmfd.460515 |
| ISNAD | Aslantas, Kubilay - KAYNAK, YUSUF. "Şekil hafızalı NiTi alaşımının mikro frezelenmesi ve kritik talaş kalınlığının belirlenmesi". (2019), 1201-1211. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.460515 |
| APA | Aslantas K, KAYNAK Y (2019). Şekil hafızalı NiTi alaşımının mikro frezelenmesi ve kritik talaş kalınlığının belirlenmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 34(3), 1201 - 1211. 10.17341/gazimmfd.460515 |
| Chicago | Aslantas Kubilay,KAYNAK YUSUF Şekil hafızalı NiTi alaşımının mikro frezelenmesi ve kritik talaş kalınlığının belirlenmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 34, no.3 (2019): 1201 - 1211. 10.17341/gazimmfd.460515 |
| MLA | Aslantas Kubilay,KAYNAK YUSUF Şekil hafızalı NiTi alaşımının mikro frezelenmesi ve kritik talaş kalınlığının belirlenmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, vol.34, no.3, 2019, ss.1201 - 1211. 10.17341/gazimmfd.460515 |
| AMA | Aslantas K,KAYNAK Y Şekil hafızalı NiTi alaşımının mikro frezelenmesi ve kritik talaş kalınlığının belirlenmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi. 2019; 34(3): 1201 - 1211. 10.17341/gazimmfd.460515 |
| Vancouver | Aslantas K,KAYNAK Y Şekil hafızalı NiTi alaşımının mikro frezelenmesi ve kritik talaş kalınlığının belirlenmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi. 2019; 34(3): 1201 - 1211. 10.17341/gazimmfd.460515 |
| IEEE | Aslantas K,KAYNAK Y "Şekil hafızalı NiTi alaşımının mikro frezelenmesi ve kritik talaş kalınlığının belirlenmesi." Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 34, ss.1201 - 1211, 2019. 10.17341/gazimmfd.460515 |
| ISNAD | Aslantas, Kubilay - KAYNAK, YUSUF. "Şekil hafızalı NiTi alaşımının mikro frezelenmesi ve kritik talaş kalınlığının belirlenmesi". Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 34/3 (2019), 1201-1211. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.460515 |
