3D-tulostuksen mahdollisuudet. Saarijärvi

Samankaltaiset tiedostot
Metallien 3D-tulostuksen trendit

3D-tulostustekniikat

3D tulostus kierrätetystä materiaalista. Antti Salminen

Materiaalia lisäävä valmistus (AM) ja 3D-tulostus

Puolustusvoimien tutkimuslaitos

Välkky työpaja 1: Tilaisuuden avaus


3D-tulostus - uusia mahdollisuuksia koulutukseen ja kilpailukykyä yhteiskuntaan

Välkky työpaja 2: Liiketoimintaa 3D-tulostuksella Tilaisuuden avaus

YRITYS JA PALVELUT. Toni Järvitalo.

Konepajamiesten seminaari, 3D-tulostuksen teknologiat

Metallien 3D-tulostus uudet liiketoimintamahdollisuudet

Yhteistyössä: 3D Boosti ja Invest. 3D Boosti materiaalia lisäävän valmistuksen kehityshankkeet Tampere, TTY

3D-tulostus - uusia mahdollisuuksia koulutukseen ja kilpailukykyä yhteiskuntaan

Metallien 3D-tulostuksen tulevaisuuden trendit ja näkymät

Sähköurakoitsijapäivät, 3D-tulostus voi muuttaa maailmaa Jouni Partanen Aalto-yliopisto

3D-TULOSTAMINEN: PÄÄSTÖT JA

Janne Juhola

Digitaalinen valmistus. Teknologiademot on the Road

3D-tulostus ja laserleikkaus. Johdatus numeerisen ohjauksen työstökoneisiin ja fyysisten kappaleiden tietokonemallinnukseen

3D tulostus Kymenlaakson ammattikorkeakoulussa Kotka Ari Haapanen

Business Cafe: AM. 3D-tulostuksen tulevaisuuden näkymät ja digitaliset varaosat

Metallin lisäävän valmistuksen näkymiä

3D-tulostus ja OpenSCAD. Juha Biström, Mikko Simenius, Joel Tolonen

MATERIAALIA LISÄÄVÄN VALMIS- TUKSEN KÄYTTÖ PIRKANMAALAI- SISSA YRITYKSISSÄ

3D-tulostaminen ja sen soveltaminen rakentamiseen

Teollisuuden tulostaja. Muovituotteiden teollinen sarjavalmistus 3D-tulostamalla

3D-tulostus yrityksissä ja oppilaitoksissa vuonna 2015

Tuotekehityksestä tuotantoon Case-esimerkkejä 3D-tulostuksen hyödyntämisestä Välkky-seminaari, Konepajamessut Riitta Noponen

3D Printing Applications in Industry and Home

Teollisuuden tulostaja. Muovituotteiden teollinen sarjavalmistus 3D-tulostamalla

Teollisuustason 3D tulostusta. Jyväskylä Toni Järvitalo

ALVO 3D-tulostuksen vaikutus tuotesuunnitteluun

Yliopisto-opettaja, TkT Kerkkänen Kimmo.

3D-TULOSTUSLAITTEISTON KÄYTTÖÖNOTTO JA HUOLTO

Bläuer D-Tulostaminen

3D TULOSTUS METALLITULOSTUS

3D-tulostuksen hyödyntäminen valutuotteiden valmistuksessa. Valunkäytön seminaari, Tampere Roy Björkstrand

YOUR NEW DIMENSION OF POSSIBILITIES. Metallien 3D-tulostus ja käyttökohteet Vesa Kananen, 3DSTEP Oy 3D-tulostuksen savolainen vallankumous 1.12.

Sini Metsä-Kortelainen, VTT

Tulevaisuuden markkinapotentiaalit 3Dtulostuksessa

Metallien 3D-tulostus Tilanne ja kehitysnäkymät Itä-Suomen Teollisuusfoorumi Joensuu,

Metallien 3D-tulostus mahdollisuus ja haasteet. LUT School of Energy Systems Konetekniikan osaamisalue Lasertyöstön tutkimusryhmä

Teollisuuden 3D-tulostaja

Pikavalmistus AMK-insinööriopinnoissa

METALLIEN TEOLLISEN LISÄÄVÄN VALMISTUKSEN TARPEEN KARTOITUS KAAKKOIS-SUOMESSA

Kokemuksia 3D-tulostetuista ääntöväylämalleista

3D-tulostus. Pikavalmistus 3-D printing Additive Manufacturing. Salla Sepponen, Metropolia Ammattikorkeakoulu

3D-tulostamisen tilanne Pohjois-Savossa

3d-tulostuksen sovelluksia

1. Mustavalkoinen Laser tulostus 1.1 Samsung ML 1640 A4 lasertulostin

Jesse Hakala 3D-TULOSTAMINEN & 3D-TULOSTIMET

3D-TULOSTAMINEN SUOMALAISESSA TEOLLISUUDESSA

3D-tulostus ja sen mahdollisuudet valimoteollisuudessa. Kalle Jalava

Teollisuustason 3D-tulostus. Jyväskylä Jouni Mäkelä

MATERIAALIA LISÄÄVÄ VALMISTUS

MATERIAALIA LISÄÄVÄN VALMISTUKSEN KEHITTÄMINEN KONETEKNOLOGIAKESKUS TURKU OY:N YMPÄRISTÖÖN

3D-tulostuksen mahdollisuudet ruuanvalmistuksessa

Manufacturing 4.0. Future of Manufacturing SP3, LUT Laser

Mallit ja prototyypit. Elec sähköpajakurssi Teppo Vienamo

Materiaalia lisäävän valmistuksen hyödyntäminen tarkkuusvalussa

Jyri Jaatinen. 3D-tulostin. Opinnäytetyö Sähkötekniikan ko. Joulukuu 2016

Teemu Nokela. 3D-tulostus yksityisessä käytössä

TEKNIIKKA JA LIIKENNE LISÄÄVÄN VALMISTUKSEN PERUSTEET. TOIMITTANEET: Antti Alonen, Lauri Alonen ja Esa Hietikko

3D-tulostusmenetelmien käyttö auton osien valmistuksessa

KÄYTTÖOPPAAN LAATIMINEN. 3D-tulostaminen ja Simplify3D

3D TULOSTUS HIEKKATULOSTUS

BOOSTI JA INVEST -HANKKEET

Kierrätysmuovin hyödyntämisen. ympäristöhyötyjä varaosabisnekseen? Tarjoaako 3D-tulostus. Hanna Eskelinen ja Helena Dahlbo Suomen ympäristökeskus

Helena Huovinen. 3D-tulostusmahdollisuuksien kartoittaminen ja kehittäminen suunnittelussa PKC Electronics Oy:llä osaamisen johtamisen näkökulmasta

Teemu Tuomaala LISÄÄVÄN VALMISTUKSEN HYÖDYNTÄMINEN SÄHKÖMOOTTORITUOTANNOSSA

Tuomas Moilanen 3D-TULOSTUKSEN HYÖDYNTÄMINEN TYÖVÄLINEVALMISTUKSESSA

Tulevaisuuden teräsrakenteet ja vaativa valmistus. 3D-skannaus ja käänteinen suunnittelu

JUHO-PETTERI STORBERG MATERIAALIA LISÄÄVÄN VALMISTUKSEN ARVONTUOTTO

3D-tulostuksen suunnittelu- ja päätöksenteko-opas yrityksille

3D-TULOSTUSLABORATORION SUUNNITTELU

Muovitulostuksen mahdollisuudet mallien ja keernalaatikoiden valmistuksessa Riku Rusanen, Prenta Oy

Pekka Mansikka-aho. Materiaalia lisäävä valmistus

UV - Tasotulostin ratkaisut

Lähivalmistusoppimisympäristön suunnittelu

Pirkanmaalaiset tutkimusmatkalla Belgiassa Matkaraportti

Science With Arctic Attitude! Oulun yliopisto

3D-TULOSTIMIEN TUTKIMINEN PAINOTALOLLE

ALVO-projektin tulokset ja jatko

Multiprint 3D Oy.

Sini Metsä-Kortelainen, VTT

3D-tulostustekniikan hyödyntäminen tuotekehityksessä ja valaisimien valmistuksessa

Join The 3D -MOVEMENT Aloittelijasta asiantuntijaksi - minifactory kasvaa kanssasi

Sustainable steel construction seminaari

3D-tulostus ja lämpökäsittely - prosessiparametrit, muodostuvat mikrorakenteet ja lämpökäsittelyt

3D-TULOSTIMEN HANKINTA

TEKOMO 3D-TULOSTUS. 1 JP v3.0

FAST FLEXIBLE RELIABLE HIGHEST CREDIT RATING OF AAA. QUALITY SYSTEM ACCORDING TO ISO 9001:2015. FINNISH EXPERTISE

Konetekniikan koulutusohjelman opintojaksomuutokset

Kun tulostuksessa ilmenee muotoiluvirheitä

METALLITULOSTUS 3D INVEST JA 3D BOOSTI - HANKKEET

Jarmo Lehtimäki 3D-MALLIEN MUOKKAUS 3D- TULOSTAMISTA VARTEN CAD- OHJELMILLA

3D-tulostuksen parametrien vaikutus kappaleen mittapysyvyyteen ja pinnanlaatuun

Opas tulostamisen kustannuksien vähentämiseen

3D-tulostus teollisena valmistusmenetelmänä. Konepajamiesten seminaari Messukeskus, Pentti Eklund VTT

Transkriptio:

3D-tulostuksen mahdollisuudet Saarijärvi 7.5.2018

Ainetta lisäävät valmistustekniikat 7 erilaisia AM-valmistusteknologiaa (AM = Additive Manufacturing) ja puhekielessä 3D-tulostusteknologiaa Valokovetus altaassa (Vat Polymerisation) Valoherkkää nestemäistä polymeeriä kovetetaan kerros kerrokselta altaassa. Esimerkiksi SLA-menetelmä Materiaalin pursotus (Material Extrusion) Materiaalia pursotetaan suuttimen läpi ja kovetetaan kerroksittain. Esimerkiksi FDM-menetelmä. Materiaalin ruiskutus (Material Jetting) Materiaalia suihkutetaan pisaroina kerroksittain. Esimerkiksi Polyjet-menetelmä Sidosaineruiskutus (Binder Jetting) Sidosainetta suihkutetaan jauhemaiseen materiaaliin kerroksittain. Jauhepetisulatus (Powder Bed Fusion) Metalli-tai polymeerihiukkasia sulatetaan yhteen laser-tai elektronisäteellä kerroksittain. Esimerkiksi SLS-menetelmä. Arkkilaminointi (Sheet Lamination) Ohuita kalvoja liitetään päällekkäin esimerkiksi liimaamalla tai ultraäänen avulla. Esimerkiksi LOM-menetelmä Kohdennettu sulatus (Directed energy deposition) Kappaletta rakennetaan kerroksittain samanaikaisesti materiaalia ja energiaa yhteen pisteeseen tuomalla.

3D-tulostusteknologiat JAMK:ssa JAMK on tähän saakka keskittynyt pursotusteknologialla toimiviin 3D-tulostimiin Yksinkertainen teknologia Edulliset tulostimet Edulliset tulostusmateriaalit Usein yritysten ensimmäinen kosketus / kokeilu 3D-tulostamiseen Valokovetusteknologia tulossa Hyvä pinnanlaatu ja pienemmät yksityiskohdat Lääketieteessä hyödynnettäviä materiaaleja

3D-tulostimet JAMK:ssa Stratasys Dimension Elite (1 kpl) tilaustyöt kumppaneille ja opiskelijaprojekteissa yrityksille Felix 3D (2 kpl) opiskelijoiden käytössä minifactory 3 Dual Extruder (13 kpl) opetus- ja kurssituskäytössä

Uudet vaatimukset AM-menetelmille Jokaisella AM-valmistustekniikalla on omia erityspiirteitä, jotka pitää huomioida kappaletta suunniteltaessa ja tulostettaessa Kappaleen rakennussuunta pitää ottaa huomioon Tukirakenteiden poisto on työläs työvaihe etenkin metalleissa ja tapauksissa missä tukirakenteet ovat samaa materiaalia Jauhepetimenetelmissä jauhe on pystyttävä poistamaan kotelon sisältä Vrt. kuumasinkitys Materiaalin valinta Alkuun materiaalit olivat muihin tarkoituksiin kehitettyjä materiaaleja Nykyään satoja erilaisia AM-menetelmiin tarkoitettuja materiaaleja Laitetoimittajalta omat patentoidut materiaalit ja säätöparametrit

Mitä perinteisten valmistusmenetelmien rajoituksia voidaan unohtaa Kulmien ei tarvitse olla suoria, vanha rajoite helppo valmistaa ja mitata Terävät kulmat mahdollisia, työstö ei enää rajoita Symmetria rajoitukset voidaan poistaa, sorvaus tekee pyörähdyssymmetrisiä Reikien ei tarvitse olla pyöreitä, sillä pora ei ole enää ainoa vaihtoehto. Usein perinteisten rakenteiden käyttö lisää tukimateriaalien käyttöä. Lähde: 3D-tulostuksen perusteet LUT 2016

Suunnitteluohjeita Pystysuorat tulosteet helppoja Pienet reiät voivat onnistua myös pystytulosteena Voidaanko käyttää jotakin muuta muotoa kuin pyöreää reikää Suunniteltavan osan leveys korkeussuhde voi rajoittaa Pienillä osilla edellinen kerros ei ehdi jäähtyä, jos tulostusnopeus on suuri Toleranssit, vielä ei päästä kaikkein tarkimpiin toleransseihin Pinnanlaatu Luotettavuus Lähde: 3D-tulostuksen perusteet LUT 2016

Muodon optimointi, simulointi ja testaus Alkuperäinen testikappale ja simulointi Muovinen testikappale kiinnitetään kolmella M10 pultilla alustaan. Sitä kuormitetaan vetämällä metallitankoa ylöspäin: Simuloinnin avulla rakenteen (ABS) arvioitiin kestävän n. 15 kn voiman:

Testaus JAMK:n konelaboratoriossa 3D-tulostettu (100% täyttöaste) kappale kesti 18 kn voiman ennen murtumista. Simulointi ennusti hyvin sekä voiman suuruuden että murtumakohdan (murtuma näkyy kuvassa vaaleana särönä). Linkki videoon: https://www.youtube.com/watc h?v=9ufsfhu9soo

Muodon optimointi Iteratiivisen topologiaoptimoinnin avulla rakennetta kevennettiin 50% niin, että se pysyi mahdollisimman jäykkänä (muodonmuutosenergian minimointi). Optimoidulle rakenteelle tehtiin uusi simulaatio ja testaus.

Optimoidun muodon simulointi ja testaus Optimoidun rakenteen kestävyydeksi arvioitiin simulaation avulla n. 13 kn. ABS-muovin murtolujuudeksi oletettiin 33 MPa, joka mitattiin aiemmin kurssilla. Simulaatiossa käytettiin lineaarielastista materiaalimallia. Vetotestissä kappale kesti 15 kn voiman ennen murtumaa.

Muodon optimointi - Lopputulos Tietokoneavusteisen muodon optimoinnin avulla pystyttiin siis keventämään alkuperäistä rakennetta 50 % tinkimättä kuitenkaan (paljoa) rakenteen kestävyydestä ja jäykkyydestä. JAMK tarjoaa koulutuspalvelua rakenteiden simulointiin ja optimointiin.

JAMK avoimen korkeakoulun opetusta Kehity 3D-tulostusosaajaksi AM eli Additive Manufacturing on virallinen termi teolliseen käyttöön soveltuvista 3D-tulosteista. Ennen kuin pystyt tulostamaan kappale on mallinnettava. Tulostettaessa eivät enää pidä samat säännöt kuin perinteisillä menetelmillä. Opintojaksolla opit uusia mallinnustekniikoita ja ymmärrät miksi kappale on suunniteltava uudelleen ennen kuin sen tulostaminen on järkevää

MALLINUKSEN PERUSTEET DFAM PERIAATTEELLA. ETÄOPISKELU VIDEOIDEN AVULLA TULOSTUSTEKNIIKAT JA -TEORIA MENETELMÄN VALINTA PROJEKTITYÖNÄ ITSENÄINEN TIEDON HANKITA OMA IDEA TAI TARVE SUUNNITTELU JA MALLINNUS TULOSTUS TULOSTUS JAMK:in LAITTEILLA. KÄYTÖN OPASTUS RESosk. VALMIS TUOTE TARKISTUS JA TESTAUS JÄLKIKÄSITTELY