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

Samankaltaiset tiedostot
Materiaalia lisäävä valmistus (AM) ja 3D-tulostus

Konepajamiesten seminaari, 3D-tulostuksen teknologiat

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

3D-tulostustekniikat

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

3D-tulostus - uusia mahdollisuuksia koulutukseen ja kilpailukykyä yhteiskuntaan

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 trendit

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

3D-tulostuksen mahdollisuudet. Saarijärvi

3D Printing Applications in Industry and Home

Välkky työpaja 2: Liiketoimintaa 3D-tulostuksella Tilaisuuden avaus

Robotiikka ja 3D-tulostus

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

Välkky työpaja 1: Tilaisuuden avaus


3D-tulostus ja sen mahdollisuudet valimoteollisuudessa. Kalle Jalava

3D tulostus kierrätetystä materiaalista. Antti Salminen

Ainetta lisäävä valmistus - lisäarvoa tuotteisiin

3D-tulostuksella lisäarvoa tuotteisiin

3D tulostus lääketieteessä. Firpa vuosiseminaari Lappeenranta TkT Mika Salmi Aalto Yliopisto

Teollisuuden tulostaja. Muovituotteiden teollinen sarjavalmistus 3D-tulostamalla

Teollisuuden tulostaja. Muovituotteiden teollinen sarjavalmistus 3D-tulostamalla

Puolustusvoimien tutkimuslaitos

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

Metallin lisäävän valmistuksen näkymiä

Metallien 3D-tulostuksen tulevaisuuden trendit ja näkymät

Digitaalinen kappaletuotanto - Nopeasti markkinoille

Teollisuuden 3D-tulostaja

MATERIAALIA LISÄÄVÄN VALMIS- TUKSEN KÄYTTÖ PIRKANMAALAI- SISSA YRITYKSISSÄ

Tulevaisuuden markkinapotentiaalit 3Dtulostuksessa

YRITYS JA PALVELUT. Toni Järvitalo.

Manufacturing 4.0. Future of Manufacturing SP3, LUT Laser

Tulevaisuuden tehdas 2020 Petri Laakso, Senior Scientist

FDM tekniikka (Fused deposition modeling)

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

Digitaalinen valmistus. Teknologiademot on the Road

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

Lasertekniikan mahdollisuudet uusien materiaalien ja rakenteiden valmistamisessa

3D-tulostus lääketieteessä ja 3D-tulostuksen materiaaliturvallisuus. Elintarvikepäivä Helsinki TkT Mika Salmi Aalto Yliopisto

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

3D-tulostus yrityksissä ja oppilaitoksissa vuonna 2015

3D-TULOSTAMINEN SUOMALAISESSA TEOLLISUUDESSA

Miksi olemme tänään täällä?

Teollisuustason 3D tulostusta. Jyväskylä Toni Järvitalo

Tutkija Heidi Piili, TkT Lappeenrannan teknillinen yliopisto (LUT) Lasertyöstön laboratorio (LUT Laser) Rysä 2013, 8.10.

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

Konetekniikan koulutusohjelman opintojaksomuutokset

3D-tulostamisen tilanne Pohjois-Savossa

DEADMAN-TUTKIMUS- HANKKEEN LOPPURAPORTTI

Pekka Mansikka-aho. Materiaalia lisäävä valmistus

3D TULOSTUS HIEKKATULOSTUS

Metallien 3D-tulostus

3D-TULOSTIMEN HANKINTA

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

3D-TULOSTAMINEN: PÄÄSTÖT JA

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

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

3D tulostus Kymenlaakson ammattikorkeakoulussa Kotka Ari Haapanen

METALLITULOSTUS 3D INVEST JA 3D BOOSTI - HANKKEET

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

Metallin 3D-tulostuksen teolliset sovellutukset

3D-tulostuksen mahdollisuudet ruuanvalmistuksessa

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

3D TULOSTUS METALLITULOSTUS

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

Teollisuustason 3D-tulostus. Jyväskylä Jouni Mäkelä

Janne Juhola

Malliveistämöstä 3D tulostukseen

Katse tulevaisuuteen: Kooste I työpajasta Jaakko Paasi VTT

Jesse Hakala 3D-TULOSTAMINEN & 3D-TULOSTIMET

3d-tulostuksen sovelluksia

Mistä kilpailukykyä kotimaiseen tuotantoon? Tuotannon ulkomaille siirtämisen haasteet

Laitteistokatsaus 2016

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

ALVO 3D-tulostuksen vaikutus tuotesuunnitteluun

MATERIAALIA LISÄÄVÄ VALMISTUS

Mallit ja prototyypit. Elec sähköpajakurssi Teppo Vienamo

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

3D-tulostusmenetelmien käyttö auton osien valmistuksessa

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

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

MATERIAALIA LISÄÄVÄN VALMISTUKSEN KEHITTÄMINEN KONETEKNOLOGIAKESKUS TURKU OY:N YMPÄRISTÖÖN

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

Nanoteknologian tulevaisuuden näkymistä. Erja Turunen Vice President, Applied Materials

Pikavalmistus AMK-insinööriopinnoissa

3D-tulostaminen ja sen soveltaminen rakentamiseen

Konsultointialan tulevaisuuden näkymät ja haasteet /Matti Mannonen

Esineiden ja asioiden internet - seuraava teollinen murros

Pirkanmaalaiset tutkimusmatkalla Belgiassa Matkaraportti

oppilaitosten välisen yhteistyön ja poikkitieteellisyyden kehittäminen opetuksen tukeminen t&k -alan tutkimusten tekeminen.

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

Yliopisto-opettaja, TkT Kerkkänen Kimmo.

Suomalainen Tuotekehitys Globaalissa Yrityksessä

3D-TULOSTUSLAITTEISTON KÄYTTÖÖNOTTO JA HUOLTO

KUITUPOHJAISTEN PAKKAUSTEN MUODONANTO

Tervetuloa Rautpohjaan! Marika Mattila Markkinointijohtaja Valmet

Kokemuksia 3D-tulostetuista ääntöväylämalleista

Transkriptio:

Sähköurakoitsijapäivät, Tampere, 11/2014 3D-tulostus voi muuttaa maailmaa Jouni Partanen Aalto-yliopisto

Lääketieteen sovellutukset Kirurkinen suunnittelu Kirurkinen inertti implantti Salmi M et al., Patient specific reconstruction with 3D modeling and DMLS additive manufacturing. Rapid Prototyping Journal, 18:209-214, 2012.

"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 Barak Obama, President of USA 3

3D-tulostus tuotantomentelmänä (10 20 vuoden näkymä) Tällä hetkellä 3D-tulostus vain pieni osa maailman tuotantoa Maailman laajuinen tuoteprosessi Paikallinen tuotanto Nopea, taloudellinen tuotteen kehitys Obaman 2013 State of the Union -puhe: Tuotanto USA:han on palaamassa; modernit tuotanmenelmät potentiaali, johon kannattaa investoida Mahdollisuudet Suomessa: Tuotekehitys: Läheinen yhteistyö yritysten kanssa Tuotanto: Uudet businessmallit

resilience-economics.com

AM ja Hype käyrä

3D-tulostus yrityskäyttöön Pikamallinnus (Rapid Prototyping) Laajasti käytössä ympäri maailman Hyöty muulle yritystoiminnalle Lähes hypekäyrän tasangolla Pikavalmistus (Additive Manufacturing) > 30 % vuosittainen kasvu

Toimintakeskeinen suunnittelu Design for function

Lentokoneteollisuus: Boeing

Uusia mahdollisuuksia Rakenteen optimointi 3D-tulostuksessa monimutkaiset kappaleet valmistuvat yhtä helposti kuin yksinkertaiset complexity comes for free

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 toimintoja kuin alkuperäisessä rakenteessa (Materiaali: EOS CobaltChrome MP1) Ohutlevypäivät, Hämeenlinna, 22.3.2013 11

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

Monimutkaiset rakenteet Monimutkaiset rakenteet voidaan valmistaa yhdellä ohjelmalla yhdellä printillä Toiminnallisia tuotteita voidaan tehdä yhdellä printillä Kuvassa puhallin 13

Koruteollisuus: Kalevala Koru Vahamallien 3D-tulostin tuotannossa tarkkuusvalulla valmistettavien tuotteiden aihioina

Sovellutukset hammaslääketieteessä Näkymättömät oikomisraudat www.invisalign.com

Align Technologies

Nopeasti tuotantoon ja markkinoille courtesy of Universal Robots J. P. Partanen, et al., Toolless Layer-Wise Production Methods: Adaptable and Fast Way to Customer, Annals of DAAAM for 2010 Katalinic, B. (Ed.), pp. 1587-1588, DAAAM International, Vienna (2010).

Varaosien valmistusketju

Varaosatuotanto: 3D Tech Oy Vibrafonin kiinnikevaraosa ei ollut enää saatavilla Uudelleen suunnittelu ja tuotanto 3Dtulostimella

HP entering the market Planned commercial release 2016 http://3dprint.com/21454/hp-3d-printer/

3D-tulostus kappaleet tehdään viipaleista Pinoamalle 2D-viipaleita voidaan tehdä kaikki 3Dkappaleet Konseptuaalisesti yksinkertainen prosessi toimii hyvin automaationa

3D-tulostusteknologia Stereolitografia Valolla kovettuva hartsi Lasersäde ohjataan kontrolloidulla peilillä piirtämään ja kovettamaan yksi viipale kappaleesta Kappale menee alaspäin viipaleen paksuuden Uusi kerros hartsia levitetään

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 %

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

AM-menetelmät Vat Photopolymerisation/(nesteen fotopolymerisointi) Powder Bed Fusion/(jauhepetimenetelmä) Directed Energy Deposition/(suorakerrostus) Material Jetting/(materiaaliruiskutus) Binder Jetting/(sideaineruiskutus) Material Extrusion/(materiaalin pursotus) Sheet lamination/(laminointi) 11/21/2014 25

Vat Photopolymerisation 11/21/2014 26

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 11/21/2014 27

Powder Bed Fusion 11/21/2014 28

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 11/21/2014 29

Directed Energy Deposition 11/21/2014 30

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 + 11/21/2014 31

Material Jetting

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 11/21/2014 33

Binder Jetting 11/21/2014 34

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 + 11/21/2014 35

Material Extrusion 11/21/2014 36

Material Extrusion Materiaalia, yleensä polymeeria, pursotetaan suuttimen läpi Tukimateriaali poistetaan esim. liuottamalla Perustuu Stratasysin FDM-koneisiin, joiden patentit ovat menneet umpeen Markkinoilla lukemattomia valmistajia Hintaluokat Alle 1 k - 2 k 10 k - 200 k 11/21/2014 37

Sheet lamination

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

Kappaleiden koko Valmistettavien kappaleiden maksimikoko riippuu rakennuskammion koosta Suurimmat valmistettavissa olevat kappaleet ovat teollisuudessa tyypillisesti käytettävillä AM-laitteilla seuraavaa kokoluokkaa: Pienet koneet 250 x 250 x 200 mm 3 Isot koneet 1500 x 900 x 900 mm 3 Muottien valmistus 4000 x 2000 x 1000 mm 3 40

Tutkimus voimakkaassa nousussa USA aikoo panostaa 30 miljoonaa dollaria yksistään uuden 3Dtulostustutkimuskeskuksen perustamiseen Youngstowniin Ohioon smartplanet.com Iso-Britanniana hallitus investoi 15 miljoonaa puntaa 3Dtulostusteollisuuteen ja alan tutkimukseen The Telegraph Kiina on ilmoittanut perustavansa 3Dtulostustutkimuskeskuksen kymmeneen Kiinan suurimpaan kaupunkiin 3D Printing Industry Today Singaporen hallitus on ilmoittanut investoivansa seuraavan viiden vuoden aikana yli 500 miljoonaa dollaria tulevaisuuden valmistustekniikoiden, kuten 3D-tulostuksen, tutkimukseen säilyttääkseen kilpailukykynsä Koillis-Aasiassa engineering.com 41

Tutkimus Microstereolitografia ADDLAB, design driven technology Tissue engineering Elävien solujen tulostus

AM Auton osia vuonna 2010

Final Vision?

Kiitos! Jouni Partanen Aalto University Dept of Engineering Design and Production