Metallien 3D-tulostuksen trendit

Samankaltaiset tiedostot
3D tulostus kierrätetystä materiaalista. Antti Salminen

3D-tulostuksen mahdollisuudet. Saarijärvi

3D-tulostustekniikat

Materiaalia lisäävä valmistus (AM) ja 3D-tulostus

Välkky työpaja 2: Liiketoimintaa 3D-tulostuksella Tilaisuuden avaus

Välkky työpaja 1: Tilaisuuden avaus

3D-tulostus - uusia mahdollisuuksia koulutukseen ja kilpailukykyä yhteiskuntaan

Konepajamiesten seminaari, 3D-tulostuksen teknologiat

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

3D-tulostus - uusia mahdollisuuksia koulutukseen ja kilpailukykyä yhteiskuntaan

Metallien 3D-tulostus uudet liiketoimintamahdollisuudet

Metallien 3D-tulostuksen tulevaisuuden trendit ja näkymät

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

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

Metallin lisäävän valmistuksen näkymiä

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

Konetekniikan koulutusohjelman opintojaksomuutokset

Tulevaisuuden tehdas 2020 Petri Laakso, Senior Scientist


Manufacturing 4.0. Future of Manufacturing SP3, LUT Laser

Puolustusvoimien tutkimuslaitos

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

3D tulostus Kymenlaakson ammattikorkeakoulussa Kotka Ari Haapanen

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

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

MATERIAALIA LISÄÄVÄN VALMIS- TUKSEN KÄYTTÖ PIRKANMAALAI- SISSA YRITYKSISSÄ

3D Printing Applications in Industry and Home

METALLIEN TEOLLISEN LISÄÄVÄN VALMISTUKSEN TARPEEN KARTOITUS KAAKKOIS-SUOMESSA

Teollisuustason 3D tulostusta. Jyväskylä Toni Järvitalo

SMACC Välkky-hanke: 3D-tulostuksella kilpailukykyä pk-yrityksiin

YRITYS JA PALVELUT. Toni Järvitalo.

Metallin lisäävä valmistus Hämeessä, Jarmo Kastell, Delva Oy Lisäävän valmistuksen mahdollisuudet, LAMK Lahti,

PAINELAITEOSAAMISKESKITTYMÄ PRESSURE EQUIPMENT CENTER OF EXCELLENCE

3D-tulostuksen mahdollisuudet ruuanvalmistuksessa

3D TULOSTUS METALLITULOSTUS

3D-TULOSTAMINEN: PÄÄSTÖT JA

BOOSTI JA INVEST -HANKKEET

3D TULOSTUS HIEKKATULOSTUS

MATERIAALIA LISÄÄVÄN VALMISTUKSEN KEHITTÄMINEN KONETEKNOLOGIAKESKUS TURKU OY:N YMPÄRISTÖÖN

Tutkija Erno Salmela Tuotantotalouden tiedekunta. Lasertyöstön laboratorio (LUT Laser) Lappeenrannan teknillinen yliopisto (LUT) FIRPA SEMINAARI

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

PAINELAITEOSAAMISKESKITTYMÄ (NYT PAINELAITEAKATEMIA)

Digitaalinen valmistus. Teknologiademot on the Road

Konetekniikan kandidaatin tutkinto

Teollisuuden tulostaja. Muovituotteiden teollinen sarjavalmistus 3D-tulostamalla

Teemu Tuomaala LISÄÄVÄN VALMISTUKSEN HYÖDYNTÄMINEN SÄHKÖMOOTTORITUOTANNOSSA

Lasertekniikan mahdollisuudet uusien materiaalien ja rakenteiden valmistamisessa

ALVO-projektin tulokset ja jatko

LUT Suomen vihrein yliopistokampus tekee työtä paremman ja puhtaamman huomisen puolesta

Teollisuuden tulostaja. Muovituotteiden teollinen sarjavalmistus 3D-tulostamalla

3D-tulostus ja sen mahdollisuudet valimoteollisuudessa. Kalle Jalava

KÄYTTÖOPPAAN LAATIMINEN. 3D-tulostaminen ja Simplify3D

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

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

Metallin 3D-tulostuksen teolliset sovellutukset

3D-tulostaminen ja sen soveltaminen rakentamiseen

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

Metallijauheiden valmistus ja 3D tulostuksen asettamat vaatimukset

Lentotuhkan hyödyntämisen mahdollisuudet metsäteollisuuden jätevesien käsittelyssä

Metal 3D. manufacturing. Kimmo K. Mäkelä Post doctoral researcher

3D-tulostuksen kaasut. 3D-päivä, Vossi Group Oy.

Teollisuuden 3D-tulostaja

OPINTOJAKSOJA KOSKEVAT MUUTOKSET/KONETEKNIIKAN KOULUTUSOHJELMA/ LUKUVUOSI

JUHO-PETTERI STORBERG MATERIAALIA LISÄÄVÄN VALMISTUKSEN ARVONTUOTTO

3D-tulostuksen käyttöönoton haasteita ja ratkaisuja pk-yrityksissä Toni Luomaranta,

Maksullisuuden vaikutuksia

Miksi olemme tänään täällä?

KUITUPOHJAISTEN PAKKAUSTEN MUODONANTO

Digitaalinen kappaletuotanto - Nopeasti markkinoille

3D-TULOSTUSLAITTEISTON KÄYTTÖÖNOTTO JA HUOLTO

3D-tulostuksen suunnittelu- ja päätöksenteko-opas yrityksille

Fimecc Tutkimusta yritysten lähtökohdista Miten mukaan? Fimecc, CTO Seppo Tikkanen

Sini Metsä-Kortelainen, VTT

Expression of interest

Katsaus lisäävän valmistuksen (aka 3D tulostus) mahdollisuuksiin ja kustannuksiin metallisten tuotteiden valmistuksessa

3D-tulostus. ebusiness Forum. Jukka Tuomi Finnish Rapid Prototyping Association, FIRPA Aalto University. Linnanmäki


LaserTec Parempaa listoituslaatua laserteknologian avulla

Tulevaisuuden markkinapotentiaalit 3Dtulostuksessa

Valimoalan koulutuksen nykytila ja

OPINTOJAKSOJA KOSKEVAT MUUTOKSET/KONETEKNIIKAN KOULUTUSOHJELMA/ LUKUVUOSI

IPv6 ja Esineiden Internet

Konetekniikan osasto Osaston tuottamat opintojaksot

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

FuturaPlan. Järjestelmävaatimukset

Pikavalmistus AMK-insinööriopinnoissa

Teollisuustason 3D-tulostus. Jyväskylä Jouni Mäkelä

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

Pirkanmaalaiset tutkimusmatkalla Belgiassa Matkaraportti

Laser additive manufacturing (aka 3D printing) of metallic materials

SPSS-pikaohje. Jukka Jauhiainen OAMK / Tekniikan yksikkö

Energiaopinnot Lappeenrannan teknillisessä yliopistossa Maija Leino

Collaborative & Co-Creative Design in the Semogen -projects

ALVO 3D-tulostuksen vaikutus tuotesuunnitteluun

3D-tulostamisen tilanne Pohjois-Savossa

TENTEISSÄ SALLITTU KIRJALLISUUS (päivitetty ) Jos ei tenttiä mainittu, ei myöskään lisämateriaalia.

Laserpinnoitus. Petri Vuoristo Tampereen teknillinen yliopisto, materiaaliopin laitos ja Teknologiakeskus KETEK Oy, Kokkola

Sustainable steel construction seminaari

Matkalla digitaaliseen tulevaisuuteen

TALOUS TUTUKSI koulutus Kasvuyritys esittäytyy. Alphaform Nordic. KTM Dan Björklöf Toimitusjohtaja

Transkriptio:

Metallien 3D-tulostuksen trendit Antti Salminen professori Department of Mechanical Engineering LUT School of Energy Systems Lappeenranta University of Technology 2

AM tekniikat (prosessit) F2792-12a standardin mukaan 1. Sideaineen suihkutus (binder jetting), n lisäävän valmistuksen prosessi, jossa nestemäistä sideainetta suihkutetaan kerros kerrokselta viipaloidun datan mukaisesti jauhepedin pinnalle, jotta jauhemainen materiaali sitoutuu näistä kohdin toisiinsa ja täten aikaansaadaan valmis, fyysinen kappale. 2. Kohdennettu sulatus (directed energy deposition), n lisäävän valmistuksen prosessi, jossa lisättävää materiaalia sulatetaan suoraan kohdennetun lämpöenergian avulla kerros kerrokselta viipaloidun datan mukaisesti, jotta aikaansaadaan valmis, fyysinen kappale. 3. Materiaalin pursotus (material extrusion), n lisäävän valmistuksen prosessi, jossa materiaalia pursotetaan kerros kerrokselta viipaloidun datan mukaisesti suuttimen tai vastaavan lävitse valmiin, fyysisen kappaleen aikaansaamiseksi. 4. Materiaalin suihkutus (material jetting), n lisäävän valmistuksen prosessi, jossa materiaalia suihkutetaan pisaroina kerros kerrokselta viipaloidun datan mukaisesti valmiin, fyysisen kappaleen aikaansaamiseksi. 3

AM tekniikat (prosessit) F2792-12a standardin mukaan 5. Jauhepetisulatus (powder bed fusion), n lisäävän valmistuksen prosessi, jossa jauhemaista materiaalia, joka on levitetty jauhepediksi rakennusalustalle, sulatetaan kerros kerrokselta viipaloidun datan mukaisesti kohdennetun lämpöenergian avulla, jotta aikaansaadaan valmis, fyysinen kappale. 6. Arkkilaminointi (sheet lamination), n lisäävän valmistuksen prosessi, jossa materiaaliarkkeja liitetään toisiinsa (esim. hitsaamalla) kerros kerrokselta muodostamaan valmiin, fyysisen kappaleen. 7. Valokovetus altaassa (vat photopolymerization), n lisäävän valmistuksen prosessi, jossa nestemäistä, valokovettuvaa fotopolymeeriä käsitellään suljetussa altaassa valolähteen avulla, siten että materiaalia kovetetaan kerros kerrokselta viipaloidun datan mukaisesti valmiin, fyysisen kappaleen aikaansaamiseksi. 4

Virstanpylväitä AM aikajanalla 5

Metallien AM Ajava voima: Suunnittelun mahdollisuudet ja vapaudet Prosessit ovat mahdollistajia AM voi hyödyntää useita erilaisia tietolähteitä: Skannaus, CAD, magneettikuvaus, CT 6

Metallien AM mahdollisuudet Materiaali: TiAl6V4 Valmistustekniikka: Koneistus Paino: 0,37 kg - 43% Materiaali: TiAl6V4 Valmistustekniikka: AM Paino: 0,21 kg 7

Metallien AM mahdollisuudet Perinteinen malli 145 mm AM malli 275 mm 115 mm Materiaali: Al seos Valmistustekniikka: Koneistus Paino: 36 kg - 72% 210 mm 208,5 mm Materiaali: AISI 316 Valmistustekniikka: AM Paino: 10 kg 8

Lisäävän valmistuksen haasteet Suomessa Suomen valmistava teollisuus on tyypillisesti keskittynyt suuriin tuotteisiin Metallien 3D-tulostuksen korkeat laiteinvestoinnit Kotimaisia julkisia menestystarinoita on vähän Alan osaamista niukasti Alan koulutusta vähän 9

Tulostetun materiaalin hitsaus Materiaali AISI316L 3D-tulostus 10

Tulostetun materiaalin hitsaus 11

Metallien AM Trendejä 12

Gartnerin hypekäyrä: 3D-tulostus 13

Metallien AM laitteistojen globaali myynti 14

Metallien AM laitteistojen globaali myynti 15

Metallien AM materiaalien globaali myynti 16

Metallien AM materiaalien globaali myynti 17

Metallien AM asennetut laitteistot 18

Metallien am - konepaja 19

Metallien AM Tuottavuus on koettu tekniikan ongelmaksi Tulostus itsessään on hidasta, jolloin tuote on koneessa kauan ja pääomakustannuksen osuus kasvaa Viisi vuotta sitten arvioitiin, että nopeus pitää nostaa 100X, jotta teknologia on kannattavaa Nopeutta ei voi nostaa lasertehoa nostamalla vaikka sitä olisi saatavilla hyvällä säteenlaadulla 10kW asti. Hallittu sulatus ei onnistu, mikäli tehotiheys on suuri. Toinen ongelma on materiaalin kalleus 20

Tulevaisuuden näkymiä 21

Neljä laseria suurempi tuottavuus EOS M400-4: 22

Neljä laseria suurempi tuottavuus EOS M400-4: 23

Neljä laseria suurempi tuottavuus EOS M400-4: 24

Metallien AM tekniikat Jauhepetisulatus on tekniikka, jota yleensä pidetään metallien AM tekniikkana ja kypsänä tuotantoon Tästä tekniikasta esiteltiin kolme uutta erilaista versiota viime marraskuussa Renishaw esitteli laitteen, jossa 4 laseria kattoi koko työalueen Xact metal esitteli laitteen, jossa käytettiin normaalin työstöoptiikan tapaista laitetta. GE Additive esitteli 1,2*1,1*0,3 m 3 laitteen, josta on tulossa 1,5*1,5*1,5m 3 versio Adira esitteli vastaavan laitteen, jonka työalue oli 1*1*1 m 3 Tämä tekniikka mahdollistaa tasoleikkauskoneen muuttamisen 3D tulostimeksi 25

Laadunvarmistus kehittyy Metallien AM:n ongelmana on myös ollut se, että tulosteen laatu on tuntematon. Laadunvarmistuslaitteita tarvitaan, jotta testauksen määrää voidaan vähentää. Laadunvarmistusta tutkitaan ja laitteita alkaa olla tarjolla 26

Laadunvarmistus kehittyy a) Virheetön osa b) muutama valmistusvirhe c) Useita virheitä 27

Ohjelmistokehitys Kehityssuuntana integroidut ohjelmistot, jotka kattavat kaiken mallin luomisesta tulostuksen toteutukseen 28

Tuottavuus Alkuperäiset metallitulostimet eivät näyttäneet teollisilta valmistuslaitteilta Niistä puuttui lähes kokonaan kaikki kappaleenkäsittelyyn liittyvät toiminnot ja automaatio Viimeisen vuoden aikana tähän on tullut muutos ja laitteiden sivuaikoja pyritään lyhentämään poistamalla kaikki työvaiheet joiden aikana ei tulosteta tulostimesta. 29

Modularisoidut AM tehtaat 30

Tulevaisuuden näkymiä: Modularisoidut AM tehtaat 31

Modularisoidut AM tehtaat 32

Modularisoidut AM tehtaat 33

Tulevaisuuden näkymiä: Modularisoidut AM tehtaat 34

Isojen kappaleiden tulostus www.3ders.org 35

Tulevaisuuden näkymiä 36

Thank you for your attention! Lappeenranta University of Technology Mechanical Engineering Laboratory of Welded Metal Structures Research Group of Laser Materials Processing and Additive Manufacturing For more information: www.lut.fi/laser Contact person: Antti Salminen antti.salminen@lut.fi Tel. +358 40 767 4387 37 37