TEKNOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS VTT OY Tulevaisuuden tehdas 2020 Petri Laakso, Senior Scientist
Global Factory Tulevaisuuden tehdas on toimiva ja kilpailukykyinen yritysverkosto, jolla on toimintoja niin halvan työvoiman kuin korkean teknologian maissa sekä kasvavilla markkinoilla. Picture 6.4.2016 of the globe: http://virtual-globe.info/gallery/ 2 2
Global factory (1) Korkea automaatioaste Korkea joustavuus Korkea tuottavuus Ympäristöystävällinen Elinkaarimallit Aktiviteetteja nopeasti kasvavilla markkinoilla Järjestelmätoimittajat ja erikoistuneet toimittajat työskentelevät läheisessä yhteistyössä 6.4.2016 3 3
Global factory (2) Maailmanlaajuinen valmistettavuus Hyödynnetään kansalliset ja paikalliset edut Digitaalisesta valmistuksesta lisäarvoa Vahvat paikalliset verkostot Pienet sarja Asiakkaalle räätälöidyt korkean teknologian tuotteet ja palvelut Vahva yhteistyö tutkimuksen ja teollisuuden välillä 6.4.2016 4 4
3D-tulostuksen markkinat ja volyymit 2014 5
AM ja Gartner Hype Curve 2015 6.4.2016 6
AM-markkinat - liikevaihto AM-liiketoiminnan arvo globaalisti oli 4,01 miljardia dollaria vuonna 2014 Laitteet 1.3, tulosteet 2 miljardia Kasvua edellisestä vuodesta 35,2 % 2013 3,003M$, kasvu 33.4% 2012, kasvu 32,7% 2011, kasvu 29,4% 2010, kasvu 24.1% Metallitulostimia myytiin 543 kpl vuonna 2014 Kasvua edellisestä vuodesta 54.7 % AM:stä hyötyvät teolliset toimialat (Wohlers 2014) Teollisuuden ja liike-elämän koneet 18,5 % Kuluttajatuotteet / elektroniikka 18,0 % Moottoriajoneuvot 17,3 % Lääketiede / hammaslääketiede 13,7 % 6.4.2016 7
Metallijauheiden myynti Metallijauheiden myynti 2014, miljoonaa taalaa Koko jauhebusineksestä AM-jauheet noin promillen luokkaa Tyypillisiä jauheiden hintoja 316L = 30-90 /kg Ti6V4 = ~450 /kg AlSi10Mg = 85 /kg Vuonna 2014, 640M$ koko AM-lisäainemyynti, josta pelkästään 300M$ photopolymeerejä. 6.4.2016 8
AM-osien alihankintavalmistus maailmassa 2014 6.4.2016 9
AM markkinoiden kasvuennuste miljoonaa $ Ala kasvaa, mutta muovitulosteet vielä pääosassa Maailman valmistava teollisuus 12.8 tuhatta miljardia dollaria (koko maailmantalous 80 tuhatta miljardia dollaria). 6.4.2016 10
Metallikoneiden myynti, kpl/a 6.4.2016 11
Metallitulostuksen markkinoiden summasummarum Ala kasvaa kovaa vauhtia, mutta business vielä aika pientä Business keskittyy lähinnä proto-osien valmistukseen Sarjatuotantoa tehdään jonkin verran esim lentokonevalmistajien toimesta Lääketieteen sovelluksissa paljon toimintaa Saksassa alan veturi lienee autoteollisuuden yms protot. Suomessa business vielä aika alkutekijöissään. Osien jälkikäsittely vielä hyvinkin manuaalista 6.4.2016 12
Osien jälkikäsittely kehittyy Erilaiset hybridikoneet (suoratulostus + koneistus) tulevat entistä voimallisemmin markkinoille (esim. DMG Mori, Mazak jne) Matsuuran Lumex advance 25 jauhepeti + koneistus Additive Industries Metal FAB1 jauhepeti + lämpökäsittelyt ja jauheenpoisto Horizon 2020 ohjelmassa hakuja erilaisten hybridikoneiden kehittämiseen. 6.4.2016 13
DMG Mori Lasertec 65 3D Suoratulostus ja koneistus samassa koneessa Mahdollistaa hyvin monimutkaisten osien valmistamisen 6.4.2016 14
Matsuura Lumex Advance 25 Jauhepetimenetelmä + koneistus Mahdollistaa sisäisten muotojen koneistuksen Mahdollistaa pientenkin kolojen viimeistelyn 6.4.2016 15
Additive industries MetalFAB1 Tulostus, jauheenkäsittelyn ja lämpökäsittelyt samassa koneessa. 6.4.2016 16
Esimerkki osan viimeistelystä tulostuksen jälkeen 17
Case: Turbine blade robot handling -konsepti osien automaattiseen viimeistelyyn 6.4.2016 18
Tausta Perustuu asiakastarpeeseen Case: Turbiinin siipi Tarve: Valukanavien tai lisäävän valmistuksen tukien automaattien poisto Esimerkkiosana käytetty julkista mallia. 19
Fimecc MANU P6 AM case AM komponentit 1. Robotin tartunta insertit 1. Siiven geometrian mukaiset 2. Tulostettu ULTEM-muovista 2. Paikoitustaso siivelle 1. Siiven geometrian mukaiset 2. ULTEM 3. Robotin tarttujat 1. 3D-tulostetut (AlSi12) 4. Turbiinin siipi 1. Tulostettu Inconel 625 seoksesta, joka ei ole sama kuin sovelluksessa 2. Sisäiset jäähdytyskanavat on yleensä mahdottomia tehdä koneistamalla 1 2 4 20
Video prosessista 6.4.2016 21
Valmis osa Tukien poiston jälkeen osa on valmis kiillotusta varten 6.4.2016 22
TEKNOLOGIASTA TULOSTA