LaserWorkShop ProMetal. Ohutlevytuotteen lasertyöstö: suunnittelu ja sovellukset Jari Tirkkonen

Transkriptio

1 LaserWorkShop 2006 ProMetal Ohutlevytuotteen lasertyöstö: suunnittelu ja sovellukset Jari Tirkkonen

2 ProMetal -projekti Hankkeen tarkoitus: Metallituoteteollisuuden kehityksen edistäminen ja kansainvälisen kilpailukyvyn parantaminen ProMetal -verkosto-osaamiskeskuksen osaamiskeskuksen alueella ja kansallisesti. Yleiset tavoitteet - Alueellisten vahvuuksien tunnistaminen ja taloudellisen kasvun aikaansaaminen - Kansainvälisten investointien ja asiantuntijoiden houkuttelu - Alueellisen osaamisen jatkuva vahvistaminen ja uudistaminen Nivalan alueen tavoitteet - Ohutlevyjen valmistustekniikat ja uudet käyttömahdollisuudet - Työvälinevalmistuksen tutkimus, tuotekehitys ja valmistus proto- ja piensarjoissa - Laserteknologian hyödyntäminen ja osaamisen siirto alueelle

3 ProMetal metallialan verkosto-osaamiskeskus Perämeren - kaarella Terästeollisuus Raskas metallituoteteollisuus Elektroniikan mekaniikan teollisuus Työpaikat: Raahen seutu Oulun seutu Oulun eteläinen Kemi-Tornion seutu Luulajan alue Yliopistot Ammattikorkeakoulut VTTn yksikkö tai asiamies Alueelliset erikoistuneet tuotantostudiot

4 Tuotantostudiot Elektroniikan mekaniikan tuotantoteknologia: ELME-Studio - OY, OEI, Centria, Nivalan Teollisuuskylä Oy - Nivala-Haapajärven seutukunta Teräsrakenteiden materiaali- ja liittämisteknologia: Steelpolis - Raahen Seudun Teknologiakeskus Oy - Raahen seutukunta Jaloterästuotteiden tuote- ja tuotantoteknologia: Jaloterässtudio - Länsi-Lapin ammatti-instituutti - Kemi-Tornion seutukunta

5 Osaamiskeskustoiminta ja -palvelut Tutkimus-, kehitys- ja koulutushankkeet - Pk-yritysten tutkimus- ja kehitystoiminnan lisääminen - Osaamisen ja uuden teknologian siirron vahvistaminen - Hankesuunnittelu (asiantuntijat, rahoitus) Toimintaympäristön kehittäminen - Tuotantostudiot ja palveluverkosto - Hautomotoiminta - Tunnettavuuden ja vetovoimaisuuden parantaminen. Yhteistyöverkostot - Yhteistyön ja verkostoitumisen edistäminen - MetalliForum-toiminta - Metallialan ja ICT-alan yhteistyö uuden teknologian hyödyntämiseksi - Osaamiskeskusten yhteistyön tiivistäminen

6 OHUTLEVYTUOTTEEN LASERTYÖSTÖ: SUUNNITTELU JA SOVELLUKSET

7 Lasertyöstö ohutlevytuotteen koko elinkaaren aikana Suunnittelu Kelpuutus Tuotanto Jälkimarkkinointi Markkinat+määrittely Kehitys+kelpuutus Ylös- ja alasajot Huolto + varaosat Edut tuotteen määrittelyssä: nopeus, joustavuus, pienehköt valm. kustannukset, materiaalihyöty-%, tasalaatuisuus erimateriaali liitokset Tyypilliset protovalmistusprosessit: - leikkaus, hitsaus, merkkaus,sintraus, pikamallinnus, poraus - nopeasti valmistettavat prototyökalut erikoistyövaiheina mm. karkaisu, pinnoitus, merkkaus Joustavuus ja nopeus Tyypilliset sarjatuotantoprosessit: - leikkaus, hitsaus, merkkaus Laadunvarmistus: - mm. automaattinen railonseuranta radan paikoitukseen Joustavavalmistus > ei varastoitavia työkaluja Tyypilliset tuotantoprosessit: - leikkaus, hitsaus, merkkaus, pinnoitus, karkaisu

8 Suunnittelussa huomioitava Laserleikkaus ohutlevytekniikassa: - nopea, hyvä leikkausjälki, suhteellisesti pieni lämmöntuotto - aihiointi: pieni materiaalihukka prosentti - varauduttava lämmön aiheuttamiin muodonmuutoksiin huomioitava mm. kapeiden kappaleiden suunnittelussa - kapeat leikkausviivat mahdollisia - kriittisesti tarkasteltava reikien ympyrämäisyyttä ja tarkkuutta esim. kierteille - lasersäteen kompensointi

9 Suunnittelussa huomioitava Laserhitsaus ohutlevytekniikassa: - nopeus on suurin etu, esimerkkinä vertailu: - TIG+mies n mm/min - mekanisoitu-tig n mm/min. - LASER n mm/min. - pieni lämmöntuotto, kuitenkin varauduttava työstön jälkeisiin muodonmuutoksiin etenkin ohuilla materiaaleilla > vältettävissä mm. jäykisteillä, särmillä - pitävä sauma: hitsin läpitunkeuma riittävä ohutlevy materiaaleilla

10 Laserhitsaus liitossovelluksia ohutlevymateriaaleilla I-railo Laser Laser Piena 0 0,1mm a Max. 0,15mm Huomioitava: mm. LASER-hitsauskolvin geometria, pyrittävä jatkuvaan saumaan (min. aloitus/lopetus)

11 Laserhitsaus liitossovellukset ohutlevymateriaaleilla T-liitos Laser 0 0,1mm Laser Limiliitos Huomioitava: mahdollisuus pulssitukseen (vrt. pistehitsaus), mahdollistaa mm. suljetut kotelo- ja kennorakenteet

12 Laserhitsaus liitossovelluksia Muovattu nurkka ohutlevymateriaaleilla Laser Säädettävissä mm. jigeillä Nurkka Laser Särmäystarkkuus! Laser 0 0,1mm 0 0,1mm Huomioitava: hitsausta edeltävien työvaiheiden suurehkot tarkkuusvaatimukset, jigien käyttö

13 Laserhitsaus ja standardit SFS-EN ISO Yleiset ohjeet sulahitsaukselle SFS-EN ISO Hitsausohjeet laserhitsaukselle SFS-EN ISO Menetelmäkokeet elektronisuihku- ja laserhitsaukselle SFS-EN ISO Hyväksyntä aikaisemmalle kokemukselle SFS EN ISO Standardihitsausohjeet laserhitsaukselle SFS-EN ISO Hyväksyntä esituotannolliselle hitsauskokeelle

14 Suunnittelusta työstöön tehokkaasti ja mittatarkasti Pyrittävä aina sähköiseen tiedonsiirtoon: - 3D CAD: Suunnitellaan huomioiden todelliset työstöradat, valmistustarkkuudet, aidot 2D-levitykset ohutlevykappaleissa -3D CAM: työstörataohjelmointi, simulointi, törmäystarkastelu, JIGI-suunnittelu - 2D CAM: työstöradat, nestaus, materiaalihukan minimointi - Työstökoneet ja ympäristö: numeerinen ohjaus ja takaisinkytkentä mahdollinen -Suunnittelusta valmistukseen -prosessi on yhtä tehokas ja tarkka kuin sen heikoin lenkki!

15 Suunnittelusta työstöön tehokkaasti ja mittatarkasti - innovatiivisesti hyödynnetään sekä uusia että vanhoja teknologioita ja menetelmiä > Saavutetaan paras ja kustannustehokas lopputulos DEMO - Mittatarkka aihiointi levytyökeskus/laserilla - Nopea paikoitus muotosulkeisilla liitoksilla - Pitävä liitos laserhitsaamalla

16 Proto- ja tuotesovelluksien toteuttajatyökaluna mm. TUKE-hanke

17 Kiitokset mielenkiinnostanne! Yhteystiedot: Jari Tirkkonen Projektipäällikkö / ProMetal m s-posti: jari.tirkkonen@nivala.fi