Haku

Ainetta lisäävien menetelmien käyttö metallisissa varaosissa varaosaliiketoiminnassa

QR-koodi

Ainetta lisäävien menetelmien käyttö metallisissa varaosissa varaosaliiketoiminnassa

The use of additive manufacturing for the production of metallic spare parts in the spare parts business

Aktiivinen ylläpito pidentää laitteiden elinikää usein merkittävästi. Vaikka laitteen varsinainen tuotanto on voinut loppua kymmeniä vuosia aikaisemmin, varaosien kysyntä saattaa silti yhä olla tasaista. Varaosien tarvetta ja saatavuutta tulisi kyetä ennustamaan etukäteen, jotta varastointikustannukset voitaisiin minimoida. Sen sijaan, että kymmenien vuosien osatarve valmistettaisiin varastoon säilytettäväksi, voitaisiin osat valmistaa myös tarveperustaisesti. Kuitenkin esimerkiksi valettujen kappaleiden valmistuksessa käytettävillä muoteilla on tietty kestoikä, jonka jälkeen nämä tulisi uusia. Siten yksittäisen osan valmistaminen voi tulla ajoittain erittäin kalliiksi. Varaosaliiketoiminnassa tarvitaankin joustavia valmistusmenetelmiä, joiden avulla kappaleet saadaan ripeästi valmistettua sopivalla yksikkökustannuksella

Tässä diplomityössä tutkittiin metallisten varaosien tarveperustaista valmistamista ainetta lisäävin menetelmin. Kokeellisena tutkimuksena valmistettiin jauhepetitekniikkaa käyttäen kaksi varaosaa, kotelo sekä akseli. Tavoitteena oli tutkia, miten kappaleiden laatu, kustannukset sekä toimitusajat vertautuvat perinteisesti käytettyihin valmistusmenetelmiin ja osien suoravalmistukseen aihiosta koneistamalla. Lisäksi vertailua tehtiin kahden eri jauhepetitekniikkatoimittajan välillä. Laatua tarkasteltiin mittaamalla kappaleiden massaa, pinnankarheutta, pintakovuutta, mikrorakennetta, vetolujuutta, iskusitkeyttä, kemiallista koostumusta, mittatarkkuutta, öljyn läpäisevyyttä sekä koneistettavuutta. Valmistuskustannuksia sekä toimitusaikaa tutkittiin tilausprosessin tietojen kautta.

Tutkimuksessa havaittiin, ettei näille kappaleille AM-valmistuksen mittatarkkuus ollut riittävä, vaan ne tuli koneistaa ennen käyttöä. Lisäksi esimerkiksi akselissa jouduttiin hyödyntämään toimittajan ehdottamaa maraging-terästä, sillä alkuperäisiä vastaavia materiaaleja ei ollut saatavilla jauhepetitekniikassa. Näin ollen AM-valmistetun akselin pinta ei ollut yhtä kovaa verrattuna alkuperäismateriaaliin. Lisäksi mitattujen alumiinin kimmomoduulien havaittiin eroavan huomattavasti toimittajan odotusarvosta, joka toimittajan mukaan saattoi johtua materiaaliominaisuuksien anisotropiasta. Myös muissa materiaaliominaisuuksissa havaittiin eroa alkuperäismateriaaleihin nähden. Näin ollen jauhepetitekniikan soveltuvuutta tietyn osan valmistukseen tulee harkita ja koestaa erikseen. Tutkittujen kappaleiden osalta näyttäisikin taloudellisesti kannattavammalta suoravalmistaa ne tarveperustaisesti aihiosta koneistamalla.

Tallennettuna: