Sini Metsä-Kortelainen, VTT
} Digitaaliset varaosat: konsepti, jossa varaosat ja niihin liittyvä tieto siirretään ja säilytetään digitaalisesti. Varaosan valmistus tapahtuu 3D-tulostamalla tarpeen mukaan, yleensä lähellä loppukäyttäjää. } Hankkeessa selvitetään digitaalisiin varaosiin liittyviä uusia toiminta- ja ansaintamalleja, teknologista potentiaalia nyt ja tulevaisuudessa ja rakennetaan edellytykset toimivalle verkostolle.
} Projektiryhmä VTT: Pasi Puukko, Sini Metsä-Kortelainen, Ari Jussila, Tuomas Riipinen, Hannu Tanner, Thomas Casey, Mikko Savolainen Aalto: Jouni Partanen, Mika Salmi, Jukka Tuomi, Sergei Chekurov, Roy Björkstrand, Matti Vartiainen, Eero Huotilainen, Satu Koivisto } Kesto: 24 kk (1.1.2016-31.12.2017) } Kokonaisbudjetti: n. ~1.4 M (VTT 50%, Aalto 50%) } Rahoitus: Yritykset ~18 % Tekes-tuki 58 % VTT & Aalto 24 %
TP1: Digitaalisten varaosien toimintamallit TP3: Digitaalisten varaosien verkostot TP2: Teknologian mahdollisuudet ja rajoitteet TP4: Varaosat 4.0
Työpajan yhteenveto
Digitaaliset varaosat työpajan tuloksia Haasteita Vaatimuksia Mahdollisuuksia } Useita varastoja ketjun eri vaiheissa, paljon sitoutunutta pääomaa } Minimieräkoot tarvitset yhden, joudut tekemään tuhat } Pitkät toimitusajat } Pahin tilanne prosessin seisominen: esim. odottamattomat rikkoutumiset } Mittava varaosanimikkeistö pitkän historian vuoksi } 3D-tulostustekniikoiden prosessinhallinnan kehittyminen } Standardisoitu data ja formaatit } 3D-skannaus, reverse engineering } Alan sisäiset standardit 3Dtulostetuille kappaleille } Tukitoiminnot verkoston eri osissa } Sopimukset, suhtautuminen piraattivaraosiin, mahd. prosessien avaaminen } Tietoturvallinen tiedonsiirto } Riittävä kapasiteetti verkolle } Aineettomat varastot } Valmiit kokoonpanot tulosteena } Materiaalitehokkuus } 3D-mallinnuksen ulkoistus -crowdsourcing } Optimoidut rakenteet } Ennakoiva kunnossapito } Kulutustuotteiden kannattava huolto } ICT-järjestelmäintegraatiot } Simulointi } Lakimies-palvelut DIVA-työpaja 8.4.2016
Demonstraatiot
Demo-osan valintaprosessi Digitaalinen malli Tulostettavuus (geometria, dimensiot) Materiaali Mallin muokkaus Jälkikäsittelyt Osasta on olemassa 3Dmalli Kappale on tulostettavissa Aallon tai VTT:n laitteistolla Kappale voidaan tulostaa alkuperäisestä materiaalista Kappale voidaan tulostaa suoraan alkuperäisen mallin mukaan Kappale vaatii jälkikäsittelyjä tulostuksen jälkeen 3D-mallia ei ole. Malli voidaan luoda skannaamalla. Tulostettu kappale tilataan kolmannelta osapuolelta Kappale voidaan tulostaa vaihtoehtoisesta materiaalista Alkuperäistä mallia täytyy muokata ennen tulostamista Jälkikäsittelyjä ei tarvita 3D-mallia ei ole eikä osaa voida skannata. Kappaletta ei voida tulostaa Soveltuvaa materiaalia ei ole saatavilla Kappaleelle tehdään topologinen optimointi
Lämpölevy Suunnittelussa huomioitavaa: Vaatii karkaisun 10 mm:n reikä oltava sovitteellinen Särmien on pysyttävä terävinä pitkään Alapinnan on oltava sileä Valmistus lasersulatustekniikalla (SLM) Osa kappaleista tulostettiin työstövaralla Kappaleita valmistettiin kahteen eri tulostussuuntaan Materiaaliksi valittiin H13 kuumatyöteräs, jonka kovuus yltää lähelle alkuperäistä materiaalia
Lämpölevy Demo-osan prosessiketju Suunnittelu Valmistus Jälkikäsittelyt Testaus Loppuarvioint Materiaalin valinta Tukirakenteiden suunnittelu 3D-mallin muokkaus Prosessiparametrien valinta Tulostimen valmistelu Tulostus Monitorointi Irrotus alustalevystä Lämpökäsittelyt Loppukoneistus Kokoonpano Kappaleen testaus käyttöympäristössä Suorituskyvyn arviointi Kappaleen arviointi Valmistusmenetelmien vertailu (3D-tulostus vs. perinteinen valmistus) Materiaali Jälkikäsittelyt Osan ominaisuudet ja suorituskyky Toimitusaika Minimieräkoko Valmistusnopeus Valmistus / elinkaarikustannukset
} 3D-mallia tai piirustuksia ei ole } 3D skannaus on hankalaa (esim. sisäiset rakenteet) } Jälkikäsittelyä tarvitaan, etenkin metalliosilla } Osat ovat liian suuria 3D-tulostettaviksi } Materiaalivalinnat, korvaavat materiaalit
} Tärkeää laskea osan koko elinkaaren kustannuksia } 3D-mallien ja valmistukseen liittyvän muun tiedon hallinnointi oleellista } 3D-tulostus ei sovi kaikille osille, osien luokittelu tärkeää } Hajautettu valmistus on luontevaa verkoston kautta } 3D-tulostusprosessit kehittyvät jatkuvasti } 3D-tulostettujen osien varaosat valmistetaan luonnollisesti 3D-tulostamalla
Tulossa: Avoin loppuseminaari DIVAprojektin tuloksista vuoden 2017 lopussa Sini Metsä-Kortelainen VTT sini.metsa-kortelainen@vtt.fi