DED, katmanlı imalat teknolojilerinden biri olup, bir enerji kaynağı (örneğin lazer, elektron ışını, plazma arkı) kullanılarak metal tozlarının veya tel malzemelerin bir yüzeye biriktirilmesiyle gerçekleştirilir. Bu teknoloji, hem sıfırdan parça üretiminde hem de mevcut parçaların tamiri ve kaplamasında kullanılır. DED’in esnek yapısı, karmaşık geometrilerdeki parçaların hızlı ve hassas bir şekilde üretilmesine olanak sağlar.
DED’in Çalışma Prensibi
DED süreci, bir metal tozunun veya telin ergitme havuzuna beslenmesiyle başlar. Aşağıdaki temel adımlarla süreç işler:
Enerji Uygulaması: Lazer, elektron ışını veya plazma arkı, malzeme ve yüzeyi ergiterek küçük bir ergitme havuzu oluşturur.
Malzeme Beslemesi: Toz veya tel formundaki malzeme, ergitme havuzuna eşzamanlı olarak beslenir.
Katmanlı Yapı: Her bir katman tamamlandığında, platform yukarı doğru hareket eder ve bir sonraki katman oluşturulur. Bu işlem, bir 3D CAD modeline uygun olarak devam eder.
DED’in Teknik Avantajları
Büyük Parçalar: DED, Powder Bed Fusion (PBF) gibi yöntemlere kıyasla daha büyük boyutlu parçalar üretebilir.
Malzeme Çeşitliliği: Çelik alaşımları, titanyum, nikel bazlı alaşımlar gibi geniş bir malzeme yelpazesi kullanılabilir.
Hızlı Üretim: Yüksek biriktirme oranı sayesinde, DED, büyük hacimli parçaları hızlıca üretebilir (örneğin, 0.5–10 kg/saat arasında).
Tamir ve Kaplama: Hasar görmüş pahalı parçaların tamirinde etkin olarak kullanılabilir ve bu süreç, hem maliyet hem de malzeme tasarrufu sağlar.
DED’in Dezavantajları
Hassasiyet Eksikliği: Yüzey pürüzlülüğü ve hassasiyet, PBF gibi yöntemlere kıyasla daha düşüktür.
Maliyet: Enerji yoğun bir süreçtir ve bazı projeler için ekonomik olmayabilir.
Malzeme Verimliliği: Toz verimliliği genellikle düşüktür; bazı tozlar geri dönüştürülemeyebilir.
DED ile Üretilen Parçaların Mikro Yapısı ve Mekanik Özellikleri
DED işlemi sırasında, ergitme havuzunda gerçekleşen hızlı soğuma ve ısıl çevrimler, parçaların mikro yapısını ve mekanik özelliklerini etkiler:
Mikro Yapısal Özellikler: Katmanlar arasında heterojen mikro yapılar gözlemlenebilir. Anizotropik mekanik özellikler oluşabilir.
Termal Yönetim: Ergitme havuzunun termal davranışını kontrol etmek, nihai parça kalitesini optimize etmek için kritik öneme sahiptir
DED Uygulama Alanları
Havacılık ve Uzay:
Büyük türbin parçaları ve roket nozul bileşenlerinin üretimi. NASA, DED ile RS-25 roket nozulu iç yapısını maliyetleri azaltarak üretmiştir.
Medikal:
Kişiye özel implantlar ve biyomedikal kaplamalar. DED ile uygulanan titanyum-kalsiyum fosfat kaplamaları, kemik entegrasyonu ve biyouyumluluğu artırır
Savunma:
Yüksek dayanıklılık gerektiren askeri ekipmanların onarımı ve üretimi.
Otomotiv:
Motor ve şanzıman bileşenlerinin tamiri ve üretimi.
DED İçin Gelecek Araştırma Yönleri
Malzeme Verimliliği: Toz geri dönüşümü ve yakalama oranlarının artırılması gereklidir.
Çok Malzemeli Yapılar: Aynı parça üzerinde farklı malzemelerin birleştirilmesi için süreçlerin optimize edilmesi gereklidir.
İleri İzleme ve Kontrol: Ergitme havuzunun gerçek zamanlı izlenmesi, mekanik özellikleri optimize etmek için kritik öneme sahiptir.
Kaynakça
Directed energy deposition (DED): Physical characteristics, defects, challenges, and applications, Materials Today.
Directed Energy Deposition (DED) Process: State of the Art, International Journal of Precision Engineering and Manufacturing-Green Technology.
Commentaires