3D-tulostuksella voidaan valmistaa suorituskykyisempiä ja kevyitä metalliosia kustannustehokkaasti
Teknologian tutkimuskeskus VTT Oy ja Nurmi Cylinders Oy kehittivät yhdessä kustannustehokkaan, 3D- tulostetun, 66 prosenttia alkuperäistä osaa kevyemmän ja toimintavarman hydraulisen venttiililohkon. Osa oli ensiesittelyssä ja reaaliaikaisessa 3D-etätulostuksessa Tampereella.
AM-teknologia avaa materiaalitekniikalle uusia liiketoimintamahdollisuuksia nopeuttaen suunnittelua ja valmistusta.
3D-tulostus eli materiaalia lisäävä valmistus eli AM-teknologia (Additive manufacturing), mahdollistaa lähes minkä tahansa muodon tuottamisen ilman perinteisten valmistustapojen asettamia rajoituksia. VTT:n käyttämillä kustannustehokkailla AM-valmistus- ja suunnitteluteknologioilla perinteisiä prosesseja on optimoitu, automatisoitu ja nopeutettu vähentäen suunnittelukierroksia. Myös eri materiaaleja ja materiaaleista valmistettuja komponentteja voidaan simuloida ennen 3D-valmistusta. Teknologia mahdollistaa myös pienten yksilöllisten sarjojen tuottamisen.
VTT:n ja Nurmi Cylinders Oy:n yhdessä kehittämän uuden, metallisen venttiililohkon kaikki muodot ovat optimoituja jo suunnitteluvaiheessa. Lopputuloksena on 66 prosenttia kevyempi ja pienempi venttiililohko, joka säästää tilaa ja materiaalia. Perinteisillä menetelmillä valmistettaessa lohkoon porattaisiin suoria, valmistusprosessista johtuvia ylimääräisiä porauksia. AM-menetelmässä ei tarvita ylimääräisiä porauksia, mikä takaa sen, ettei komponenttiin synny potentiaalisia vuotokohtia. Muotoilulla saadaan aikaan parempi nesteen virtaus hydraulisen osan sisällä. Valmiilla venttiililohkolla ohjataan hydraulisylinteriä, joka liikkuu nesteen virtauksen mukaan. Osia käytetään esimerkiksi nosturissa.
– Metallien 3D-tulostus laserilla on Suomessa melko uutta. Jauhe levitetään kerros kerrokselta ja valikoidusti sulatetaan halutut kohdat. Tulossa on uusia ja ainutlaatuisia materiaaleja, joilla saadaan aikaiseksi uusia ominaisuuksia ja designia, joita ei ole vielä kaupallisilla markkinoilla. Olemme selvittäneet valmistuskustannuksia ja löytäneet kustannussäästöjä. Menetelmä mahdollistaa tulevaisuudessa lähes vapaan suunnittelun, koska valmistusmenetelmä ei juurikaan aseta rajoitteita osan muodoille, kertoo VTT:n erikoistutkija Petri Laakso.
VTT käynnisti yhdessä yritysten kanssa kaksivuotisen hankkeen marraskuussa 2014, jonka päätavoitteena on synnyttää Suomeen uutta liiketoimintaa. Hankekokonaisuus muodostuu yritysten omista projekteista, VTT:n tutkimushankkeesta, johon myös yritykset osallistuvat. Kokonaisbudjetti on kolme miljoonaa euroa, jonka rahoittavat Tekes, osallistuvat yritykset ja VTT. Hanke on osa VTT:n For Industry -kärkiohjelmaa ja VTT:n pk-yrityksille suunnattuja pk-projektilähtöjä.
VTT esitteli 3D-etätulostusta Alihankinta 2015 -messuilla Tampereen Messu- ja Urheilukeskuksessa. Päivän aikana VTT:n erikoistutkija Petri Laakso etäohjasi Nurmi Cylinders Oy:n venttiililohkon 3D-valmistusta
Tampereen ja Espoon välillä. Hydraulinen venttiililohko 3D-tulostuu päivän aikana Espooseen. Valmistusta päästiin seuraamaan reaaliaikaisesti näytöltä messuilla. Messuilla oli myös nähtävillä ensiesittelyssä valmis 3D-tulostettu venttiililohko.
Kuvateksti: Venttiililohko, jonka korkeus noin 5 cm.
