4. 3D-tulostuksesta yleisesti
− Yleinen käsitys 3D-tulostuksesta:
− ”3D-tulostus on helppoa ja hauskaa”
− Voidaan tulostaa mitä tahansa muotoja 3D-mallin
pohjalta
− Tämä pätee vain joillakin tulostusprosesseilla
− Metallien tulostuksessa on huomattavasti enemmän
rajoitteita
5. Metallien 3D-tulostus
− Ei pelkkää prototyyppien tekoa
− Near net shape –kappaleiden teko
− Tulostetun kappaleen mitat lähellä lopullisen
kappaleen mittoja, tai lopullisen kappaleen mitoissa
− Paljon erilaisia tekniikoita
− Monet tekniikoista hyödyntävät lasersädettä
lämmöntuonnissa
− Metallien 3D-tulostus ei tule korvaamaan perinteisiä
valmistusmenetelmiä, vaan tulee niiden rinnalle
9. Kohdennettu sulatus
− Materiaalia sulatetaan kohdennetun lämpöenergian
avulla
− Materiaalit:
− Jauhe, lanka, nauha jne.
− Kohdennettu lämpöenergia
− Laser, elektronisuihku, plasma, valokaari
− Jauhepetisulatusta epätarkempi ja rajoittuneempi, mutta
tuottavampi
10. Metallien 3D-tulostus
Laatu
− Laatu/tulostettavien kappaleiden maksimikoko vaihtelee
prosessista riippuen
− Mittatarkkuus
− Pinnankarheus
− Materiaaliominaisuudet
− Tietyillä prosesseilla päästään useissa sovelluskohteissa
hyvin lähelle haluttuja mittoja, tai jopa lopullisiin mittoihin
11. Metallien 3D-tulostus
Tulostusnopeus
− Tulostusnopeus vaihtelee riippuen prosessista,
materiaalista ja halutusta tarkkuudesta
− Tarkat prosessit 3-20 cm3/h
− Vähemmän tarkat jopa 4000 cm3/h
− Vertailun vuoksi: MAG-hitsaus 1.2 mm umpilangalla
noin 500 cm3/h
12. 3D-tulostettavat metallit
− Jauhepetisulatus
− Alumiineja, titaaneja, teräksiä jne.
− Periaatteessa kaikki metallit, mitkä saadaan sopivaksi
jauheeksi
− Tiettyjä rajoitteita
− Valmiin kappaleen materiaali:
− On huokoseton
− Mekaaniset ominaisuudet ovat standardin mukaisia
− Materiaalia voidaan hitsata, koneistaa tai työstää muuten
samalla tavoin kuin metalleja yleensä
− Huom! On olemassa myös metallien
tulostusmenetelmiä, joissa lopputuotteen laatu on
heikko!
22. Perinteinen valmistus vs. 3D-tulostus
Putkihaara
− Perinteisesti tietyissä koneenosissa
käytetyt osat valmistetaan koneistamalla ne
massiivisista aihioista
− Käytännössä kanavan geometrian
muodostavat suorat reiät, joita tarvittaessa
tulpataan
− Muodot eivät ole millään tapaa
virtausopillisesti optimoituja
− Perinteiset työstömenetelmät rajoittavat
kanavageometriaa
− 3D-tulostuksella tuote voidaan valmistaa
hyvin vapaan suunnittelun perusteella
23. Perinteinen valmistus vs. 3D-tulostus
Putkihaara
Tulpat
3D-tulostusPerinteinen valmistus lastuamalla
24. Perinteinen valmistus vs. 3D-tulostus
Putkihaara
− Etuja:
− Parempi virtaus, vähemmän energiahäviöitä
− Materiaalin- ja painonsäästö
25. Miksi 3D-tulostus?
Perinteinen valmistus
1400 kg
12-18 kk toim. aika
1330 kg
6 vk koneistusaika
70 kg
6 vko + 12-18 kk
3D-tulostus
45 kg
Hyllytavara
50 kg
Hyllytavara
70 kg
3 vko + 0 kk
2 vko
Tulostus
25 kg, 1 vko
koneistus
27. LUT / KYAMK
Case Potkuri
− EOS M-sarjan jauhepetisulatuslaite
− Tulostusaika 41 tuntia
− Tulostetun mallin tilavuus 51 cm3
− Tukirakenteen tilavuus 114 cm3
− Tulostusnopeus 4 cm3/h
− Rakenteita ei optimoitu 3D-tulostukseen
28. Kustannukset
− Laite:
− 250x250x250 työalueella oleva jauhepetilaite 400 t€
− Materiaali:
− 316L jauhe 40-100 €/kg
− Tulevaisuudessa laitekustannuksen osuus pienenee
Lindemann
SFF Symposium 2013
29. Mahdollisuudet
− Mikä hidastaa metallien 3D-tulostuksen
soveltamista?
− Laitteiden hankintahinta
− Käytön haasteet
− Tiedon puute, uuden tekniikan
vierastaminen
− Mahdollisuudet:
− Kohteet, joissa painonsäästö tai
geometrian vapaa suunnittelu on selvä etu
− Prosessiteollisuuden komponentit
− Alan suunnitteluosaaminen Suomeen