YOUR NEW DIMENSION OF POSSIBILITIES Metallien 3D-tulostus ja käyttökohteet Vesa Kananen, 3DSTEP Oy 3D-tulostuksen savolainen vallankumous 1.12.2017
3DSTEP Oy Perustettu 2016 6 työntekijää Pääomistajat: ideascout Oy & Avant tecno Oy Innovaatioyritys Koulutus Suunnittelu ja valmistus Yhteisö Yritysten resurssi kaikessa 3Dtulostamiseen liittyvässä Suomen suurin palvelukäytössä oleva metallitulostin HP Jet Fusion Muovitulostin
3DSTEP VALMISTUS Metallituotteiden valmistus SLM 280HL Twin laitteistolla. 280 x 280 x 365 mm3 2 x 400W laserit Prototyypit Lopputuotteet Yksittäiskappaleet Sarjatuotanto Jälkityövaiheet Tukirakenteiden poistot Hionnat Koneistukset Lämpökäsittelyt
3DSTEP VALMISTUS Muovituotteiden valmistus HP:n Jet Fusion laitteistolla. 380 x 284 x 380 mm3 Sulatusta ilman lasereita Sarjatuotanto Jälkityövaiheet Värjäykset, maalaukset, pintakäsittelyt
MUUT PALVELUT Koulutukset Suunnittelupalvelut Yhteisö 3D-kartoitus 3DPaas
MIKSI? Parempia lopputuotteita Muodon vapaus Uudet ominaisuudet Tuotekehityssyklin nopeutuminen Prototyypit ja kehitysversiot nopeasti Kustannustehokkuus
MIKSI? Metallitulostuksessa täytyy olla joku juju takana Prototyypit, varaosat : NOPEUS Uudet ominaisuudet ja optimointi: SUUNNITTELUN VAPAUS Monimutkaiset rakenteet: KUSTANNUS TEHOKKUUS
Jet Fusion Materiaali PA12 Täyden kammion tulostusaika 10h riippumatta kappaleiden määrästä = 4000cm3/h Hyvä pinnanlaatu Lujuus 48Mpa, joka suuntaan Kerrosvahvuus 80μm Luvattu tarkkuus +/ 0,3mm, käytännössä parempi
Jauhepetisulatus DMLS/SLM - Direct Metal Laser Sintering/Selective Laser Melting Sulatus Laserin avulla Jauheen levitin 30-50μm Jauheen levitys kasvatusalustalle Poikkileikkauksen sulatus Lasereilla Valmiita tulosteita Alusta irroitettu koneesta
Jauhepetisulatus
Kokonaisprosessi 1. Lähtökohta 2. Uudelleensuunnittelu 3. Valmistelu Tukirakenteet, Parametrit, orientointi 4. Tulostus (helpoin vaihe) 5. Valmis kappale ennen jälkikäsittelyä
Kokonaisprosessi Jälkityömenetelmiä: Hionnat Puhallukset CNCkoneistukset Lämpökäsittelyt: Hehkutukset Normalisoinnit Karkaisut Laadun varmistus: Olosuhteet Jauhe Materiaali-analyysit Veto- ja taivutuskokeet Mikrorakenne
MATERIAALEISTA Ruostumattomat teräkset Työkaluteräkset Alumiiniseokset Titaaniseokset Nikkeliseokset; Inconelit Koboltti-kromi
ALUMIINISEOS AlSi10Mg AlSi10Mg Valu 3D-tuloste Lämpökäsitelty 3D-tuloste Rm(Mpa) 250-290 397 +/ 11 ~170 R0,2(Mpa) 120-150 227 +/ 11 ~150 A(%) 5-11 6 +/ 1 ~15 Kovuus(HV10) 80-104 117 +/ 1 ~110
HAPONKESTÄVÄ 316L 316L Kylmä valssattu 3D-tulostettu Rm(Mpa) 700-900 654 +/ 49 R0,2(Mpa) 500-700 550 +/ 39 A(%) 40 35 +/ 4 Kovuus(HRB) 95 98
TYÖKALUTERÄS 1.2709(Maraging) 1.2709 3D-tuloste Lämpökäsitelty 3D 590 C/6h Rm(Mpa) 1100 +/ 100 2050 +/ 100 R0,2(Mpa) 1050 +/ 100 1990+/ 100 A(%) 10 +/ 4 4 +/ 2 Kovuus(HRC) 33-37 50-56
TARKKUUDET Muodon tarkkuudet Pienet kappaleet +/ 0,05mm Isot kappaleet +/ 0,2% Pinnankarheudet luokkaa Ra8 (+/ ) 2 tulostuksen jälkeen
KUSTANNUKSET Tärkeimmät kustannustekijät: 1. Tulostettava tilavuus Kappale Tukirakenteet 2. Kappaleen korkeus 3. Materiaalikulu 4. Jälkityövaiheet
Tulostusnopeudet Mitä maksaa? Alumiini 18-30 cm3/h Teräsmateriaalit 7-12 cm3/h Sarana 10x3x8cm 40cm3 Tulostuksen hinta AlSi10Mg 1kpl 270 Sarja 180 316L 1kpl 580 Sarja 400
CASE: 3D-Puukko Kahva valmistettu käyttäjän käden muodon mukaan Kevyt ja ergonominen Materiaali 316L
CASE: HYDRAULIBLOKKI Paino 2910g -> 370g Osien määrä 33kpl -> 1kpl Materiaali AlSi10Mg
CASE: MONIPOLTTOAINESUUTIN HYÖDYT Valmistusprosessin luotettavuus Sisäisten kanavien optimointi tehoa loppuprosessiin Pidempi käyttöikä Pienempi kustannus Valmetille ja loppuasiakkaalle Prototyyppi -30%
Case: Rapid Mixer Outotec on tutkinut putkessa tapahtuvaa sekoittamista Perinteinen toteutustapa: T-haaraan kiinnitetty suutin Suuttimien sijaintia ja määrää muuttamalla pystytään vaikuttamaan sekoituksen lopputulokseen Putken päälle asetetun suuttimen virtaus ei yllä putken pohjalla olevaan kiintoaineeseen Outotecilla on mielenkiinto 3D-tulostuksen mahdollisuuksista uudentyyppisen sekoitussuuttimen valmistamiseksi
Case: Rapid Mixer Yksi prosessiputkeen kiinnittyvä komponentti jonka avulla: Flokkulantin tai muiden aineiden tehokas sekoittaminen ja tasainen syöttö putkivirtaukseen Suutinvirtaus pitää saada ulottumaan myös prosessiputken pohjalla olevaan kiintoaineeseen Mahdollisimman hyvä sekoittuminen Huomattavasti pienempi tarve flokkulantille Merkittävät rahalliset säästöt