Inconel 718 malzemesinin sürdürülebilir kesme ortamında frezelenmesinde enerji tüketiminin araştırılması


Yurtkuran H., Zorlu S.(Yürütücü)

TÜBİTAK Projesi, 2209-A - Üniversite Öğrencileri Araştırma Projeleri Destekleme Programı, 2025 - 2026

  • Proje Türü: TÜBİTAK Projesi
  • Destek Programı: 2209-A - Üniversite Öğrencileri Araştırma Projeleri Destekleme Programı
  • Başlama Tarihi: Mart 2025
  • Bitiş Tarihi: Mart 2026

Proje Özeti

Inconel, nikel esaslı bir süper alasım malzemesidir. Alasım oranı olarak bünyesinde %76 oranında nikel, %16 oranında krom ve %8 oranında demir içerir. Inconel 718 malzeme ise nikel alaşımlı malzemeler arasında en sık tercih edilen malzemedir. Özellikle yüksek sıcaklık ve yüksek korozyon direnci gibi üstün özellikleriyle ön plana çıkan bir malzemedir. Uçak motorlarının türbin bıçakları basta olmak üzere, uzay endüstrisi, kimyasallarla temas eden parçalar, denizcilik araçları ve parçaları gibi birçok alanda güvenle kullanılmaktadır. Bu malzemelerin şekillendirilmesi için gereken prosesleri en uygun maliyetle ve en uygun toleransla islemek büyük bir önem taşımaktadır. Ayrıca frezeleme işlemlerinde Inconel grubu malzemelerin literatür verilerinin kısıtlı olması aynı zamanda projenin özgünlüğünü ortaya koyan başka bir husustur. Diğer yandan ekstrem koşullarda şekillendirilebilen bu malzemelerin hem soğutma yöntemleri seçimi hem de enerji tüketimi verilerinin optimize edilmesi kritiktir. Geçmiş yıllarda CNC Tezgahlarının soğutma yöntemleri geleneksel prensiplerle uygulandığı için insan sağlığı, çevresel problemler ve atık sorunları gibi birçok problemler yaşanmaktaydı. Bu problemlere çözüm olarak Minimum Miktarda Yağlama (MMY) stratejisi geliştirildi. Bu yöntemde, doğrudan kesici takım üzerine sabit basınçlı hava yoluyla belirli bir miktar kesme yağı uygulanır. Projede Inconel malzemesinin şekillendirilmesinde MMY yönteminden yararlanılacaktır. Kesme koşulu olarak bitkisel esaslı yağ kullanılacaktır. Projenin diğer is paketini oluşturan enerji tüketimi hesaplaması maliyet analizi için kaçınılmaz niteliktedir. Enerji tüketimi, tezgâhın is yaparken ya da yapmazken harcamış olduğu enerji miktarıdır. Bu enerjinin optimize edilmesi işlenebilirlik maliyetlerine büyük bir pozitif katkı sunacaktır. Bu sebeple Inconel malzemesinin işlenebilirliğinde MMY yöntemiyle beraber bu is için geliştirilmiş cihazlarla anlık olarak enerji tüketimi verileri ölçülecektir. Enerji tüketiminin hesaplanması ile işlenebilirlik maliyetlerinin iyileştirilmesi, çevresel erozyonların önüne geçilmesini sağlayabilir. Bu çalışmaların temel amacı daha çevreci ve ekonomik bir yaklaşımla yüksek mukavemetli parçaların işlenebilirliğini sağlamaktır. Günümüz Dünya endüstrisinde son gelinen noktada çevresel sorunlar ve atık problemleri büyük bir sorun teşkil etmektedir. Dolayısıyla uygulanacak olan yöntemin ana konusu yeşil bir üretim prosesi ve insan sağlığına önem veren imalat sürecidir. Yöntem olarak, ilgili firmalardan temin edilen Inconel 718 malzemesini deney işlemlerine hazır etmek için uygun ölçülere getirilecek ve işlenebilirlik testleri gerçekleştirilecektir. Kesme parametreleri olarak kesme hızı (m/dak), ilerleme miktarı (mm/dev) ve kesme derinliği (mm) kullanılacaktır. Kesme parametreleri değerlerinin belirlenmesinde güncel literatür verilerinden yararlanılacaktır. Deneyler CNC Freze tezgahında gerçekleştirilecektir. Kesici takım olarak PVD kaplamalı karbür kesici takımlar kullanılacaktır. Proje yönetimi, MMY stratejisiyle işlenebilirlik deneylerinin gerçekleştirilmesini ve es zamanlı olarak tezgâhın harcadığı enerji tüketimi verilerinin değerlendirilmesini kapsamaktadır. Elde edilen veriler literatüre bir bilgi paketi olarak sunulacaktır. Proje çıktılarıyla beraber, sayısal olarak düşük maliyetli, çevre dostu bir işlenebilirlik süreci önerilebileceği gibi Inconel malzemesinin şekillendirilmesinde kullanılan MMY yöntemleri hakkında önerilerde de bulunulacaktır. Öte yandan, çalışmanın proje çıktılarının uluslararası indekslerde taranan dergilerde yayın oluşturma kapasitesinin yüksek olması ve yeni araştırmacıların geliştirilmesine katkı sunacağı düşünülmektedir