Artikkelit

3D-tulosteita sarjatuotantona meriteollisuuteen - 3D-tulostaminen ja perinteiset menetelmät täydentävät toisiaan

17.05.2020

Uudet ratkaisut tarvitsevat innoitusta, visioita ja uusia mahdollisuuksia toteuttaa ne. Lisäävä valmistus - tuttavallisesti 3D-tulostus – tuo perinteisten menetelmien rinnalle tavan toteuttaa ratkaisuja niiden tehtävän ja tarpeen kautta, ilman valmistuksen asettamia rajoituksia. Meriteollisuuden laitetoimittaja hyödyntää 3D-tulostusta optimaalisten rakenteiden mahdollistajana sarjatuotantotasolle asti.

Yhdistämällä 3D-tulostusta ja perinteisiä valmistusmenetelmiä saadaan ominaisuuksiltaan paras ja kustannustehokkain lopputulos. Jos suunniteltu kappale on helposti koneistettavissa, se kannattaa suurella todennäköisyydellä koneistaa. Mutta on hyvin paljon rakenteita, jotka joko eivät ole lainkaan koneistettavissa tai se on hyvin vaikeaa tai kallista. Tällöin tulostaminen on teknisen ratkaisun mahdollistaja eikä toiminnallisuudesta jouduta tinkimään. Osa komponenteista on toteutettavissa eri menetelmien yhdistelmänä. Kun koneistetun perusmuodon päälle tulostetaan koneistamisen mahdollisuudet ylittävä muoto, ollaan jo pitkällä valmistuksen optimoinnissa.

3D-tulostamisessa kappale rakentuu kerros kerrokselta 3D-mallin mukaisesti. Valmistettavuus varmistetaan ja myös optimoidaan suunnittelijan pöydällä: metallitulostuksessa käytettävät tukirakenteet minimoidaan ja potentiaaliset vääntymiset tulostuksen aikana ennakoidaan ja eliminoidaan.

Tulostaminen ei ole kallista

Tulosteiden hinta oletetaan usein varsin korkeaksi ja helposti koneistettavissa tuotteissa näin usein onkin. Kun rakenteet monimutkaistuvat ja suunnittelu tehdään tulostamisen lähtökohdista, tilanne muuttuu usein päinvastaiseksi. Tulostaminen myös mahdollistaa teknisempien materiaalien, kuten esimerkiksi titaanin ja nikkeliseosten hyödyntämisen kustannustehokkaasti. Materiaalivalinnalla voidaankin kasvattaa tulostamisen hyötyjä varsinkin vaativilla teollisuudenaloilla.

Suorituskykyä tulostamalla

Tulostamalla kevennetään, säästetään tilaa ja näistä huolimatta useimmiten lisätään suorituskykyä. Optimoidut rakenteet sekoittavat, suuntaavat, jäähdyttävät ja kuljettavat paremmin - prosessien kehittämismahdollisuudet ovat monitahoiset. Lisää ja parempaa toiminnallisuutta, energian säästöä, parempaa tuottoa ja muun muassa nopeutta on luvassa tulostettujen komponenttien myötävaikutuksella.

Sarjatuotanto käyntiin

Edelleen vaanii ajatuspeikko, että tulostaminen sopii vain protoille. 3D-tulostuksesta on hyötyä metallikappaleiden sarjatuotannossa ja se on digitaalista valmistusta parhaimmillaan. Tehokas sarjatuotanto edellyttää kappaleiden oikein suunnittelua, hyvin suunniteltu on puoliksi tehty. Kappaleiden yksilöinti on helppoa eikä aiheuta tulostamisessa kustannuksia. Laadukkailla koneilla ja standardoiduilla prosesseilla syntyy tasalaatuisia tulosteita miehittämättömässäkin ajossa. Laadun todentaminen on myös helppoa tietyin väliajoin tuotteiden yhteydessä tulostettavilla testikappaleilla. Ajokohtaiset raportit ovat saatavissa ja ajoja pystytään tarkastelemaan jälkikäteen kerroskohtaisesti.

Tulostamisesta kiinteä osa keinovalikoimaa

Hyödyt ovat kiistattomat, mutta kuinka päästä niihin käsiksi omassa yrityksessä? Kokemuksemme mukaan on hyödyllistä tehdä suunniteltuihin kappaleisiin tiettyjä muutoksia tulostamisen helpottamiseksi, mutta täydellisyyttä kannattaa hakea iteroinnin kautta. Kappaleen kehitystä jatkamalla tulostamisen hyötyjä voidaan seuraavissa versioissa viedä pidemmälle. Esimerkkinä tästä voisi käyttää tilannetta, jossa kokoonpanon osia aletaan ensin tulostamaan. Myöhemmissä vaiheissa koko kokoonpano korvataan yhdellä tulostetulla tuotteella.  Tuotekehityksessä eri vaihtoehtojen kokeilu tiettyjä yksityiskohtia varioiden vie kohti mahdollisimman täydellistä ratkaisua.

Meriteollisuus hyödyntää tulostusta

Meriteollisuuden laitetoimittaja on lähtenyt hyödyntämään metallien 3D-tulostusta muun muassa seuraavan kuvan laitekomponenteissa. Sarjatuotannossa olevat komponentit on optimoitu niiden käyttökohteeseen monipolvisen iteroivan prosessin tuloksena ja matka jatkuu. Juuri 3D-tulostus mahdollistaa optimaaliset rakenteet. Kehittäminen nopeutui, kun saman aikaan voitiin tuottaa useita eri versioita samalla tulostusalustalla. Potentiaalia on edelleen kokoonpanon korvaamisella yksittäisellä tuotteella.

Tämä esimerkki muistuttaa jälleen eri teknologioiden toinen toistaan täydentämisestä. Vaikka tulostamisella saavutetaan suuria tarkkuuksia, tulostetut komponentit koneistettiin vaadittujen toleranssien saavuttamiseksi. Pelkästään koneistamalla tavoiteltuun rakenteeseen ei olisi kuitenkaan päästy.

Kokeilemalla alkuun

3D-tulostuksen mahdollisuudet on lukuisissa yrityksissä tunnistettu. Niitä halutaan hyödyntää aktiivisesti. Välillä koetaan vaikeaksi tunnistaa mahdollisuuksia. Tämä epävarmuus häviää kokeilemalla ja alan toimijoihin tukeutumalla. Olemme käytettävissänne kaikissa kysymyksissänne, katso www.delva.fi  ja ota yhteyttä info@delva.fi.

 

 

Haasta meidät. Me tuotamme sinulle kappaleen kuin kappaleen*.

*järjen rajoissa