Materiaalia lisäävä valmistus (AM) ja 3D-tulostus



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

3D-tulostustekniikat

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

Metallien 3D-tulostus uudet liiketoimintamahdollisuudet

3D-tulostus - uusia mahdollisuuksia koulutukseen ja kilpailukykyä yhteiskuntaan

3D-tulostus - uusia mahdollisuuksia koulutukseen ja kilpailukykyä yhteiskuntaan

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

Metallien 3D-tulostuksen trendit

Välkky työpaja 2: Liiketoimintaa 3D-tulostuksella Tilaisuuden avaus

Konepajamiesten seminaari, 3D-tulostuksen teknologiat

3D-tulostuksen mahdollisuudet. Saarijärvi

3D Printing Applications in Industry and Home

Välkky työpaja 1: Tilaisuuden avaus

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

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


3D tulostus kierrätetystä materiaalista. Antti Salminen

Tulevaisuuden tehdas 2020 Petri Laakso, Senior Scientist

Ainetta lisäävä valmistus - lisäarvoa tuotteisiin

3D-tulostuksella lisäarvoa tuotteisiin

3D-tulostus ja sen mahdollisuudet valimoteollisuudessa. Kalle Jalava

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

YRITYS JA PALVELUT. Toni Järvitalo.

Teollisuuden tulostaja. Muovituotteiden teollinen sarjavalmistus 3D-tulostamalla

Teollisuuden tulostaja. Muovituotteiden teollinen sarjavalmistus 3D-tulostamalla

Robotiikka ja 3D-tulostus

Puolustusvoimien tutkimuslaitos

Metallin lisäävän valmistuksen näkymiä

Manufacturing 4.0. Future of Manufacturing SP3, LUT Laser

3D tulostus Kymenlaakson ammattikorkeakoulussa Kotka Ari Haapanen

Teollisuuden 3D-tulostaja

3D-TULOSTAMINEN SUOMALAISESSA TEOLLISUUDESSA

Digitaalinen valmistus. Teknologiademot on the Road

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

Tulevaisuuden markkinapotentiaalit 3Dtulostuksessa

ALVO 3D-tulostuksen vaikutus tuotesuunnitteluun

3D-tulostus lääketieteessä Eero Huotilainen Aalto-yliopisto, Insinööritieteiden korkeakoulu

3D-tulostuksen mahdollisuudet ruuanvalmistuksessa

Nanoteknologian tulevaisuuden näkymistä. Erja Turunen Vice President, Applied Materials

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

Lasertekniikan mahdollisuudet uusien materiaalien ja rakenteiden valmistamisessa

FDM tekniikka (Fused deposition modeling)

DEADMAN-TUTKIMUS- HANKKEEN LOPPURAPORTTI

MATERIAALIA LISÄÄVÄN VALMIS- TUKSEN KÄYTTÖ PIRKANMAALAI- SISSA YRITYKSISSÄ

3D-tulostamisen tilanne Pohjois-Savossa

Metallien 3D-tulostuksen tulevaisuuden trendit ja näkymät

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

Teollisuustason 3D tulostusta. Jyväskylä Toni Järvitalo

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

3D TULOSTUS METALLITULOSTUS

3D-TULOSTAMINEN: PÄÄSTÖT JA

3D-tulostus yrityksissä ja oppilaitoksissa vuonna 2015

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

3D TULOSTUS HIEKKATULOSTUS

Kokemuksia 3D-tulostetuista ääntöväylämalleista

Ekodesign - kestävät materiaali- ja valmistuskonseptit

Sini Metsä-Kortelainen, VTT

Konetekniikan koulutusohjelman opintojaksomuutokset

METALLITULOSTUS 3D INVEST JA 3D BOOSTI - HANKKEET

Pikavalmistus AMK-insinööriopinnoissa

Konsultointialan tulevaisuuden näkymät ja haasteet /Matti Mannonen

3D-tulostusmenetelmien käyttö auton osien valmistuksessa

Onko biotaloudessa Suomen tulevaisuus? Anu Kaukovirta-Norja, Vice President, Bio and Process Technology VTT

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

Digitaalinen kappaletuotanto - Nopeasti markkinoille

Markku Lindqvist D-tulostuksen seminaari

MATERIAALIA LISÄÄVÄN VALMISTUKSEN KEHITTÄMINEN KONETEKNOLOGIAKESKUS TURKU OY:N YMPÄRISTÖÖN

SUUNNITELMASTA VALMIIKSI TUOTTEEKSI RIIHIMÄKI

Janne Juhola

DIGITAALISUUDELLA SAVON TEOLLISUUTEEN JA PALVELUIHIN MENESTYSTÄ POHJOIS- Yliopettaja Esa Hietikko

Metallijauheiden valmistus ja 3D tulostuksen asettamat vaatimukset

Sini Metsä-Kortelainen, VTT

Pirkanmaalaiset tutkimusmatkalla Belgiassa Matkaraportti

Insinöörikoulutuksen kehitystarpeet Kymenlaakson alueella

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

Mallit ja prototyypit. Elec sähköpajakurssi Teppo Vienamo

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

Korjausliike kestävään talouteen. Yhden jäte toisen raaka-aine Eeva Lammi, ympäristöhuollon asiantuntija, Lassila & Tikanoja. 1Lassila & Tikanoja Oyj

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

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

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

3d-tulostuksen sovelluksia

Muovitulostuksen mahdollisuudet mallien ja keernalaatikoiden valmistuksessa Riku Rusanen, Prenta Oy

Teollisuustason 3D-tulostus. Jyväskylä Jouni Mäkelä

Digitaalinen valmistaminen ja palvelut tulevaisuuden Suomessa

Katsaus kehitystarpeisiin ja mahdollisuuksiin. STAHA Materiaalityöryhmä Hannu Salmela

Internet of Things. Ideasta palveluksi IoT:n hyödyntäminen teollisuudessa. Palvelujen digitalisoinnista 4. teolliseen vallankumoukseen

Pekka Mansikka-aho. Materiaalia lisäävä valmistus

Lahden ammattikorkeakoulu. Tekniikan ala

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

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

Esineiden ja asioiden internet - seuraava teollinen murros

Refecor Oy. Jyrki Portin. Sensoriverkot Massamarkkinoille Suunnittelun ja valmistuksen haasteita

Metallitulostuksen mahdollisuudet D-tulostuksen akatemia Tampere

Metallin 3D-tulostuksen teolliset sovellutukset

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

Teollisuustuotannon kehitys vuosittain Industrial Production Development by Year

Malliveistämöstä 3D tulostukseen

3D-TULOSTIMEN HANKINTA

RFID ja etäanturit sovelluksia ja uutta teknologiaa. Kaarle Jaakkola VTT Technical Research Centre of Finland

Transkriptio:

Materiaalia lisäävä valmistus (AM) ja 3D-tulostus Tietotekniikan ja Elektroniikan Seuran kokous 13.2.2014 Pasi Puukko, Pentti Eklund, Hannu Linna VTT

2 "3D printing is worth my time, attention, money and effort" Jeffrey Immelt CEO, GE "3D printing has the potential to revolutionize the way we make almost everything Barack Obama, President, USA

3 AM and Hype Curve

4 AM (3D Printing) The process of joining materials to make objects from 3D model data, usually layer upon layer, as opposed to subtractive manufacturing methodologies AM-liiketoiminnan arvo globaalisti oli 2.2 miljardia dollaria vuonna 2012 AM:stä hyötyvät teolliset toimialat (Wohlers 2013) Kuluttajatuotteet / elektroniikka 21.8 % Moottoriajoneuvot 18.6 % Lääketiede / hammaslääketiede 16.4 % Teollisuuden ja liike-elämän koneet 13.4 %

5 AM:n ominaispiirteet Ei Design for Manufacturing vaan Manufacturing for Design Kevyemmät rakenteet Parempi suorituskyky Paikallinen valmistus Kustomoidut tuotteet ja lyhyet sarjat Monimutkaiset rakenteet mahdollisia Helpompi markkinoille tulo Vähemmän jätettä Yksinkertaisempi arvoverkko Varaosat

6 AM-menetelmät Powder Bed Fusion/(jauhepetimenetelmä) Directed Energy Deposition/(suorakerrostus) Material Jetting/(materiaaliruiskutus) Binder Jetting/(sideaineruiskutus) Material Extrusion/(materiaalin pursotus) Vat Polymerisation/(nesteen polymerisointi) Sheet lamination/(laminointi)

7 Powder Bed Fusion

8 Powder Bed Fusion Jauheen sintraus kerroksittain joko laserilla tai elektronisuihkulla Sekä metalleille että polymeereille Runsaasti teollisia sovelluksia ja valmistajia etenkin metallipuolella EOS, SLM Solutions, ConceptLaser, Renishaw, Koneiden hinnat 150 k - 1 M + Valmistusnopeudet 10-100 cm 3 /h Suurimmat kammiokoot 630 x 400 x 500 mm Metallisten tuotteiden lujuudet vastaavat taottua materiaalia

9 Directed Energy Deposition

10 Directed Energy Deposition Metallituotteiden tulostukseen Syötetään jauhetta tai lankaa Ei yhtä tarkka kuin jauhepetimenetelmä Käytetään erityisesti korjauksiin Suurimmat kammiokoot 900x1500x900 mm Laitehinnat 500 k - 2 M +

11 Material Jetting

12 Material Jetting Pääasiassa fotopolymeerien ja vahan tulostukseen Ruiskutetaan materiaalipisaroita Eri valmistajia Yli sata erilaista materiaalia saatavilla Käytössä voi olla monta suutinta Monimateriaaliratkaisut mahdollisia Suurimmat kammiot 1000 x 800 x 500 mm Hinnat 30 k - 300 k

13 Binder Jetting

14 Binder Jetting Ruiskutetaan sideainetta, joka liittää jauhekerrokset yhteen toivotulla tavalla Metallit, polymeerit, keraamit Lukuisia valmistajia ja menetelmiä Zcorp, Voxeljet, ExOne, Hiekkamuotteja 4000 x 2000 x 1000 mm 3 Hinnat 30 k - 1 M +

15 Material Extrusion

16 Material Extrusion Materiaalia, yleensä polymeeria, pursotetaan suuttimen läpi Tukimateriaali poistetaan esim. liuottamalla Tunnetuin prosessi FDM (Fused Deposition Modelling) Peruspatentit ovat menneet umpeen Markkinoilla lukemattomia valmistajia Hintaluokat Alle 1 k - 2 k 10 k - 200 k

17 Vat Photopolymerisation

18 Vat Photopolymerisation Altaassa olevaa liuosmaista polymeeria kovetetaan valolla Yleisin menetelmä stereolitografia (SLA) Kaupalliset laitteet 50 k - 500 k Suurimmat altaat 1500x750x550 mm Käytetään yleensä tarkkojen prototyyppien tekoon Lietteestä voidaan valmistaa myös keraamisia komponentteja

19 Sheet lamination

20 Sheet lamination Materiaalilevyjä liitetään toisiinsa Paperi (LOM): hinnat alle 30 k Liima Muovi: hinnat alle 10 k Lämpö tai liima Metalli: hinnat 200 k - 2 M Hitsaus, pultit Ultraääni

21 AM:n yleisiä kehitystarpeita ja haasteita Tarve isojen kappaleiden valmistamiseen Käytössä olevilla raaka-aineilla ei pystytä vastaamaan kaikkiin asiakastoiveisiin Siirtyminen kokonaan digitaaliseen prosessiin aiheuttaa haasteita osaamisen ja toimintamallien suhteen Siirtyminen AM:n käytössä prototyyppien valmistuksesta tuotantosovelluksiin ja menetelmän integrointi tuotantoon Source of pictures: Aalto

22 Toiminnallisuuden lisääminen AM-tuotteisiin Älykkäät siivet miehittämättömälle ilma-alukselle (UAV) Siivet valmistettu AM:llä Painettua elektroniikkaa Venymäliuska RF antenni Johdotus potkurille ja LED:lle Source: Optomec Source: Nottingham U.

23 Sovellusesimerkki Polttoainejärjestelmän ruiskutussuutin - Swirler Erittäin monimutkainen rakenne tehty kertatulostuksella Suuri ero suunnittelu- ja valmistusvaiheessa verrattuna perinteisiin valmistustekniikoihin (2 viikkoa vs. 6 viikkoa) Merkittävä kustannussäästö Perinteisellä tekniikalla valmistetussa kappaleessa 24 osaa, jotka juotetaan kiinni Ei juotoksia, valmistus yhdessä työvaiheessa Enemmän funktionalisuutta kuin alkuperäisessä rakenteessa (Materiaali: EOS CobaltChrome MP1) Ohutlevypäivät, Hämeenlinna, 22.3.2013

24 Todellisia tuotteita GE ja Snecma ovat kehittäneet uuden sukupolven energiatehokkaita suihkumoottoreita 3D-tulostuksen avulla. 3D-tulostus on mahdollistanut rakenteiden ajattelemisen täysin uudella tavalla. 3D Printing Industry Today

25 Monimutkaiset rakenteet Monimutkaiset rakenteet voidaan valmistaa yhdellä ohjelmalla yhdellä printillä Toiminnallisia tuotteita voidaan tehdä yhdellä printillä Kuvassa puhallin

26 Rakenteen optimointi Materiaalin optimaalinen käyttö eri kohteissa Kantavat rakenteet ja massiivisten rakenteiden sisäosat: Vähemmät sulatettavaa Kuormitustilan mukainen optimaalinen rakenne Ohjelmistot pystyvät tulevaisuudessa tekemään optimoinnin

27 VTT creates business from technology