EJONS INTERNATIONAL JOURNAL ON MATHEMATICS, ENGINEERING & NATURAL SCIENCES ISSN 2602 - 4136

Quick Access


Bu Dergi DOI ve Crosscheck üyesidir


FARKLI GÖRÜNTÜ İŞLEME ALGORİTMALARININ EKLEMELİ İMAL EDİLMİŞ METAL PARÇALARININ POROZİTE TESPİTİNDE KULLANIMINA YÖNELİK KARŞILAŞTIRILMASI
(COMPARISON OF DIFFERENT IMAGE PROCESSING ALGORITHMS FOR THE USE OF POROSITY DETECTION IN METAL ADDITIVE MANUFACTURING )

Author : Özgür Poyraz  Osman Onur BAŞ , Furkan ÖZKAN  
Type :
Printing Year : 2021
Number : 19
Page : 567-577
Cite : Özgür Poyraz Osman Onur BAŞ , Furkan ÖZKAN , (2021). FARKLI GÖRÜNTÜ İŞLEME ALGORİTMALARININ EKLEMELİ İMAL EDİLMİŞ METAL PARÇALARININ POROZİTE TESPİTİNDE KULLANIMINA YÖNELİK KARŞILAŞTIRILMASI. EJONS INTERNATIONAL JOURNAL ON MATHEMATICS, ENGINEERING - NATURAL SCIENCES, 19, p. 567-577. Doi: .
    


Summary

Sunduğu avantajlar arasında çok sayıda farklı konu bulunan eklemeli imalat teknolojileri, son yıllarda değişik sektörler tarafından uygulanmaya başlamıştır. Eklemeli imalat teknolojilerinin yedi ana grubu içerisinde değerlendirilen toz yatağı füzyon prosesi sayesinde farklı metal alaşımlarını ve parçanın bilgisayar ortamında tasarlanan modelini kullanarak doğrudan üretim yapmak mümkün hale gelmiştir. Bununla beraber, gelişimi henüz devam eden proses için aşılması gereken zorluklar bulunmaktadır. İş parçası içerisindeki boşlukların dolu malzemeye oranı olarak da tanımlanan ve mekanik-metalürjik pek çok soruna yol açabilen porozite, aşılması gereken zorluklara bir örnektir. Bu sebeplerle toz yatağı füzyon esaslı eklemeli imalat ile üretilmiş parçaların porozite tespitinin yapılması ve sonrasında mümkünse proses parametrelerinin iyileştirilerek mikro yapı bütünlüğü açısından kabul edilebilir seviyede parçaların imal edilmesi gerekmektedir. Literatürde porozitenin tespiti için kullanılan temel yöntemler arasında X-ışını ile tahribatsız muayene, Arşimet prensibi ile yoğunluk ölçümü ve mikroskobik incelemeler vardır. Bunlar arasından mikroskobik inceleme yöntemi, kullanılması gereken ekipmanların gerek akademik gerekse endüstriyel kurumlarda yaygın olarak bulunması sebebi ile avantajlıdır. Temelde üretilen parçaların kesit görüntülerinin alınması ve sonrasında özel yazılımlarla görüntülerin işlenmesine dayanan bu yöntemde kullanılan özel yazılımlar çoğunlukla açık koda sahip değildirler. Bu durum porozite problemlerini tespit etmek, kullanılan algoritmaların doğruluğundan emin olmak ve çoğunlukla geçmişte konvansiyonel yöntemlerle üretilen malzemelere yönelik geliştirilmiş yazılımların eklemeli imalattaki hatalarını anlamak isteyen araştırmacılar için tercih edilmemektedir. Bu makalede görüntü işleme için kullanılan ve Matlab yazılımı içerisine açık olarak entegre edilebilen üç farklı algoritma karşılaştırılmaktadır. Karşılaştırma işleminde öncelikle bilgisayar destekli tasarım yazılımında suni olarak tasarlanmış ve değeri bilinen poroziteler görüntü işleme algoritmaları ile tespit edilmiş, ve daha sonra bu algoritmalar mikro yapı görüntüleri literatürden alınan toz yatağı füzyon ile eklemeli olarak imal edilmiş çelik, nikel ve titanyum alaşım gruplarından üç farklı malzemenin mikro yapı görüntüleri üzerine uygulanmıştır. Sonuç itibari ile porozite tespitinde eşikleme tekniğinin önemli olduğu görülmüş ve kullanılan malzeme ve mikro yapı hazırlama süreçlerinin de bulgulara etkidiği ortaya çıkartılmıştır.



Keywords
Eklemeli İmalat, Toz Yatağı Füzyon, Porozite, Görüntü İşleme, Matlab

Abstract

Additive manufacturing technologies, which offer many different advantages, has been employed by various industries in recent years. Thanks to the powder bed fusion process, fabrication of parts has become possible by directly using the model of the part designed in the computer environment. However, there are still challenges to be overcome for the emerging process. Porosity, which is defined as the ratio of voids in the workpiece and cause many mechanical-metallurgical problems, is an example for the challenges. That’s why, it is necessary to determine the porosity of the parts produced with powder bed fusion, and then, if possible, to improve the process parameters. Non-destructive testing with X-ray, density measurement with Archimedes principle, and microscopic examinations are among the common methods used for porosity determination. The microscopic examination method is advantageous because the equipment to be used is widely available in both academic and industrial institutions. The special software used in this method, which is based on taking the cross-sectional images of the produced parts and then processing those, mostly do not have open source code. This situation is not preferred for researchers who want to detect porosity problems, to be sure of the accuracy of the algorithms used, and to understand the errors in additive manufacturing. This article compares three different algorithms used for image processing that can be explicitly integrated into Matlab software. First of all, artificially designed and known porosities in computer aided design software were determined by image processing algorithms. Then these algorithms are employed for microstructure images of three different materials which were produced powder bed fusion additive manufacturing. As a result, it has been seen that the thresholding technique is important in the determination of porosity and it has been revealed that the materials used and the microstructure preparation processes also affect the results.



Keywords
Additive Manufacturing, Powder Bed Fusion, Porosity, Image Processing, Matlab

Advanced Search


Announcements

    ARALIK Sayısı

    VERBİS'E KAYIT S�RELERİ HAKKINDA DUYURU | Kırklareli Ticaret ve ...

    ARALIK ayında yayınlanacak Sayımız için  20 KASIMTarihine kadar çalişmanızı Yükleyebilirsiniz



Address :Kazakh National Women's Pedagogical University, Almatı, Kazakhistan
Telephone :+7 778 921 0336 - 0 534 349 92 73 Fax :
Email :ejonsjournal@gmail.com

Web Yazılım & Programlama Han Yazılım Bilişim Hizmetleri