3D tulostus Kymenlaakson ammattikorkeakoulussa 13.1.2016 Kotka Ari Haapanen
3D tulostus Kyamk 3D tulostusta opetuksessa vuodesta 2005 lähtien Tuotemuotoilun, veneteknologian ja puumuotoilun koulutusohjelmille 5 op, sisältönä 3D skannaus, 3D tulostus ja CNC-koneistus Edeltävinä opintoina noin 10 op 3D mallinnusta ja CAD suunnittelua Rhinocerros ja SolidWorks- ohjelmilla Muiden kurssien ja opinnäytetöiden osalta 3D tulostusta hyödynnetään jonkin verran mm. koru- ja metallivalukurssin yhteydessä, projektiopinnoissa yhdessä yritysten kanssa Lähitulevaisuudessa 3D tulostus mukana energiatekniikan koulutuksessa
3D tulostus Kyamk Hankkeet, joissa hyödynnetty 3D tulostusta 2004 2006 Digma hanke, TEKES Venealan tutkimushanke Pienoismallit 2008 2010 TULVA hanke, TEKES Tulevaisuuden venealan tutkimushanke Pienoismallit 2011 2012 3D Studio palvelutoiminnan kehittäminen Kyamkiin 3D tulostuksen hyödyntäminen tuotekehityksessä ja prototyyppirakentamisessa 2013 2015 3D tuotantomenetelmät Muovitulosteiden hyödyntäminen metallivaluissa Kipsitulosteen hyödyntäminen metallivalussa 2015 2016 3D valmistuksen innovaatíokeskittymä (3D Navetta)
Tulostusprosessi
FDM Tulostin Stratasys Prodigy Plus Vm. 2005 Työala 200 x 200 x 320 mm Materiaalina ABS muovilanka FDM Kerrospaksuus 125 mikrometriä (1mm = 8 kerrosta)
FDM Tulostin FDM tekniikka (Fused Desposition Modelling) Support material Model material Pursotus suuttimen läpi Yleisin muovitulostus menetelmä Tyypillinen muovityyppi ABS Tukiaine yleensä vesiliukoista Open source tulostimet tulostavat yleensä vain itse muovimateriaalia
FDM Tulostin Fyysiset ominaisuudet Mahdollisuus mekanismien tulostukseen Pinnan laatu keskinkertainen Melko kestävät mallit Minimi ainevahvuus 1 mm Tukiaine liotettava pesunesteessä/ ultraäänipesurissa Tulostusominaisuudet Ohjelmaratojen luonti Insight ohjelmistolla Ohjelma lähetetään suoraan tulostimeen Tiedostomuoto tulostettavalle tiedostolle STL (Stereolitography)
Polyjet (Material Jetting) tulostin Objet Eden 260V Vm. 2012 Työala 250 x 250 x 200 mm Materiaalina nestemäinen uvkovettuva muovi (akryyli) Useita fyysiseltä ominaisuuksiltaan erityyppisiä materiaaleja (kovat värjätyt, läpinäkyvät, elastiset, lämmönkestävät) Kerrospaksuus 16 mikrometriä (1mm = 62 kerrosta)
Polyjet (Material Jetting) tulostin Nestemäinen materiaali suihkutetaan suuttimien läpi ja kovetetaan UVvalolla Tulostaa yleensä 2 eri materiaalia kerralla (muovimat. ja tukiainemat) Monipuolisimmat tulostimet voivat tulostaa useita erityyppisiä materiaaleja yhtäaikaisesti (esim. kova ja elastinen), myös väritulostus mahdollisuus POLYJET tulostus
Polyjet (Material Jetting) tulostin Fyysiset ominaisuudet Pinnan laatu hyvä Tarkka tulostus Kappaleiden lujuus melko hyvä Mahdollistaa mekanismien tulostuksen -> rajoitteita Tukiaine mekaanisesti poistettava Minimi ainevahvuus 0,2 mm Tulostusominaisuudet Radoitusohjelmisto Objet Studio Tarvitaan erillinen tietokone jakamaan tulostusdataa Tiedostomuoto STL
Sideainesuihkutus tulostin 3Dsystems Projet 260C 2014 Työala 236 x 185 x 127 mm Materiaalina kipsijauhe Väritulostusmahdollisuus (64 erisävyä) Kerrospaksuus 100 mikrometriä (1mm = 10 kerrosta)
Sideainesuihkutus tulostin Nestemäisen sideaineen suihkutus mustekasettien läpi kipsijauhepedille 64 värisävyn tulostusmahdollisuus Sideainesuihkutus Binder Jetting
Sideainesuihkutus tulostin Fyysiset ominaisuudet Pinnan laatu melko hyvä Kappaleiden lujuus heikko -> jälkikovettamalla parempi Mahdollistaa moniväritulostuksen (64 värisävyä) Tukiaine mekaanisesti poistettava paineilma/ imurointi Minimi ainevahvuus 1 mm, mutta useimmiten tarvitaan huomattavasti enemmän Soveltuu suoraan valumuotiksi Tulostusominaisuudet Radoitusohjelmisto 3DPrint Mallien editointi 3D Edit Pro -> väritys/ mallien korjaus Tarvitaan erillinen tietokone jakamaan tulostusdataa Tiedostomuotoja useita mm. stl, obj, 3ds, wrml, ply
Sovelluskohteita Pienoismallit Hahmomallit Toiminnalliset protokappaleet Ruiskuvalumuotit (piensarjalle) Työkalut/ insertit Valmiit tuotteet Metallivalumuotit
CNC-koneistus + 3D tulostus? Routech Chronos HT 2011 Työala 3000 x 1500 x 800 Materiaalit puu ja muovit Voitaisiin muuntaa myös 3D tulostimeksi, jolloin pystytään yhdistämään sekä tulostus että jyrsintä.
3D Skannaus Stratasys prodigy plus Työala 200 x 200 x 320 mm Materiaalina ABS muovilanka 2005 Objet Eden 260V Työala 250 x 250 x 200 mm Materiaalina nestemäinen uv-kovettuva muovi (akryyli) 2012
Case esimerkki Alkuperäinen kappale 3D skannataan Muokataan CAD-ohjelmalla sopivaksi Tulostetaan mallit Tehdään malleilla kipsimuotti alipainevalua varten Valetaan lopullinen kappale tyhjiövaluna pronssista
3D Skannaus muodostuu useista kuvista, jotka yhdistetään toisiinsa Skanneri ottaa 18000 kuvaa minuutissa, joista ohjelmisto hyödyntää vain osaa
Skannauksia voidaan tehdä useita
Kärsän täydennys skannaus
3D skannauksen lopputulos saadaan yhdistelemällä skannaukset
3D skannausdata muokattuna ja tallennetaan STL muotoon
Tulostusohjelmaan tiedosto STL-muodossa
Skaalaus haluttuun kokoon
Tulosteet
Pronssivalut
Referenssit Merimuseo Frau Maria sinetti Replika kiertävää näyttelyä varten Merimuseo Frau Maria liitupiiput Replika kiertävää näyttelyä varten
Referenssit Velcron Oy Ilmanvaihtoritilä veneisiin Kyamk/ Aurinkovene -projekti Potkurin prototyyppi toimi, kunnes hajosi
NITRO GAMES pelihahmo uuden pelin lanseeraustilaisuuteen
Korutuloste Juho Jurvanen
Metallivalu testaus kipsitulostemuottiin Juho Jurvanen
MAMK kengän pohjalliset elastisesta materiaalista
Karoliina von Hertzen Koruvalu 3D tulosteesta
Rami Federley ja Jukka Palomäki Puun ja muovin yhdistäminen
Me, Myself and I
KIITOS