metallien 3d-tulostuksen tulevaisuuden trendit ja näkymät...metallien 3d-tulostuksen tulevaisuuden...

Metallien 3D-tulostuksen tulevaisuuden trendit ja näkymät

Dosentti Heidi Piili, TkTTutkimusapulainen Atte Heiskanen

LUT-yliopistoLasertyöstön tutkimusryhmä

Lisäävän valmistuksen mahdollisuudet-tapahtuma, Lahti16.5.2019

2

Lasertyöstötutkimusta vuodesta 1985 Ensimmäinen oma laser 1986 Alussa laserhitsausta, pinnoitusta ym. Monella Suomen lasertyöstäjällä on juuret LUT lasertyöstö -tutkimuksessa Tällä hetkellä 5 tutkijaa, laboratorioteknikko, 3 tutkimusapulaista, 1

diplomityöntekijää Liikevaihto n. 1 M€/vuosi Diplomi-insinöörejä n. 6 kpl/vuosi Väitöskirjoja n. 1 kpl/vuosi Julkaisuja n. 15 kpl/vuosi Viittauksia > 300/vuosi

Lasertyöstön tutkimusryhmän taustaa

316.5.2019 Lisäävän valmistuksen mahdollisuudet-tapahtuma Heidi Piili

Lisäävän valmistuksen monitoroinnin tutkimusta vuodesta 2009 lähtien. Metallien lisäävän valmistuksen jauhepetisulatuslaitteisto 5/2011 lähtien. Lisäävän valmistuksen koulutusta:

− Diplomi-insinööriopiskelijoille 2013 lähtien− Tohtoriopiskelijoille 2017 lähtien− Räätälöityä teollista koulutusta 2014 lähtien

LUT-yliopistossa on tehty vuosien 2009-2019 aikana:− 60 akateemista julkaisua− 29 opinnäytetyötä (kandintyö ja diplomityö): nyt tekeillä 12 kandintyötä ja 1 dtyö

▪ LUT-yliopistossa on ollut käynnissä 8 suurta projektia lisäävän valmistuksenteollisesta tutkimuksesta. Näiden projektien yhteisarvo on ~3,4 M€.

Lisäävä valmistus LUT-yliopistossa


Teollisuuden 3D-tulostus-hankkeessa (eng. Metal 3D Innovations, Me3DI) ontavoitteena muodostaa Etelä-Karjalan teollisuuden metallien 3D-tulostuskeskittymä, joka tehostaa metallien lisäävän valmistuksen (3D-tulostus)käyttöä.

Hanke on saanut rahoituksen Euroopan aluekehitysrahastosta (EAKR). Mukana LUT-yliopistosta on lasertyöstön ja teräsrakenteiden tutkimusryhmä. Hanke alkoi 1.9.2018 ja loppuu 31.12.2020

Metallien 3D-tulostuksen osaamiskeskittymä Etelä-Karjalaan


https://www.tekniikkatalous.fi/tekniikka/metalli/meilla-ei-ole-viela-menestystarinoita-lut-haluaa-tehda-3d-tulostamisesta-yritysten-menestystekijan-6744801

Metallien 3D-tulostus Suomessa


https://www.tekniikkatalous.fi/tekniikka/metalli/maksutonta-metallien-3d-tulostuskoulutusta-tarjolla-yliopistossa-tarvitaan-realistista-tietoa-mahdollisuuksista-ja-rajoitteista-6754873

Metallien 3D-tulostus Suomessa

7

Lisää metallien 3D-tulostuskoulutuksesta:https://www.linkedin.com/groups/13642229/Lisää metallien 3D-tulostuskoulutuksesta:https://www.linkedin.com/groups/13642229/


LUT-yliopisto investoi uuteen laitteeseen

8

LUT-yliopisto on myös joulukuussa 2018 tehnyt päätöksenkeskikokoisen metallien 3D-tulostimen hankinnasta vuoden 2019aikana, mikä osaltaan vahvistaa alan tutkimusta ja osaamiskeskittymänmuodostumista alueelle.

https://www.lut.fi/uutiset/-/asset_publisher/h33vOeufOQWn/content/lutissa-tarjolla-maksutonta-koulutusta-metallien-3d-tulostuksessa


AM:n kasvu nousussa


Nousuun vaikuttavia tekijöitä

10

Suunnittelu - Design for additive manufacturing (DfAM) Opetus ja koulutus Jälkityöstöjen kehittyminen ja automaatioasteen kasvu Materiaalivalikoimien laajentuminen Räätälöidyt tuotteet ja piensarjatuotanto Yhteistyö Startup yritykset Kannattavat toimitusketjut Investoinnit sovelluksiin Tutkimuskeskukset


Velo3D-Sapphire System PBF –tekniikkaan perustuva 3D-tulostin, julkaistu 2018 Valmistajan mukaan teknologia vähentää tukirakenteiden tarvetta huomattavasti

Kehityslinjoja: tukirakenteiden tarve vähenee


• Rakenteiden tulostaminen jopa 10° kulmassa ilman tukirakenteita mahdollista



• Mahdollistaa entistä hankalampien muotojen tulostuksen• Jälkikäsittelyn tarve vähenee



Jauhepetisulatuslaitteistoon integroitu automatisoitu jauheenkäsittely (jauheenpoisto, siivilöinti ja jauheen uudelleentäyttö) lisää käyttäjäystävällisyyttä,tuottavuutta sekä työturvallisuutta.

Kehityslinjoja: automatisoitu jauheenkäsittely

14

Lähde: Formnext 2018 - Niko Riikonen (LUT-yliopisto)EOS M 300-4 (300 x 300 x 400 mm, neljä laseria)


SLM Solution julkistaa tänä vuonna marraskuussa SLM Cube-jauhepetisulatuslaitteiston, jossa käytetään 12 lasersädettä.

Laitteen rakennuskammion koko on 600 x 600 mm.

Kehityslinjoja: useampi lasersäde

15

Lähde: www.metal-am.com ja www.additivenews.com


Kupariseoksesta CuCr1Zr tulostettuja osia. (GKN Additive)

Kehityslinjoja: uudet materiaalit

16

Lähde: Formnext 2018 - Niko Riikonen (LUT-yliopisto)


Aurora Labs kertoo, että heidän esittelemä laitteistoratkaisu kasvattaatuotantonopeutta 20-kertaiseksi. Tämä on mahdollista, kun useampi kerrostulostetaan yhdellä kerralla ns. monikerrosmentelmän avulla.

Kehityslinjoja: suurempi tuotantonopeus

17

Lähde: www.auroralabs3d.com

Aurora Labsin monikerrostekniikka - https://www.youtube.com/watch?v=5BM75xzIwy0


Hirtenberger: Jälkityöstömenetelmä, jossa ei tarvita mekaanista jälkityöstöä. Työstötilavuus 500 x 500 mm.

Kehityslinjoja: nopeampi jälkikäsittely

18

Lähde: Formnext 2018 - Niko Riikonen (LUT-yliopisto)

Alumiininen kiinnike tulostettuna (takana) ja Hirtenbergerin jälkityöstö-menetelmän jälkeen (edessä). - https://www.youtube.com/watch?v=XzhXjqqoPl8


Auton LED-ajovalon lämpönielu tulostettu metallista Sarjatuotantoa varten suunniteltiin koko jauhepetisulatuslaitteen

rakennustilavuuden käyttö.

Sarjatuotantoa: auton ajovalon osa

19

Lähde: Atte Heiskanen/LUT ja Anttoni Hirvonen/LUT, www.tctmagazine.com ja www.additivemanufacturing.media

384 auton LED-ajovalon lämpönielua tulostettiin 30 tunnissa yhdellä tulostuskerralla


Auton ajovalon osan hinta laski $40 $4 sekä valmistusaika 1 h 5 min. Osaa valmistetaan sarjatuotantona, ~ miljoona osaa tehdään vuodessa

(seitsemän laitetta, joista jokainen tekee 135 168 osaa/vuodessa)

Sarjatuotantoa: auton ajovalon osa

20

Lähde: Atte Heiskanen/LUT ja Anttoni Hirvonen/LUT, www.tctmagazine.com ja www.additivemanufacturing.media

Perinteisesti valmistettu osa Lisäävällä valmistuksella tehty osa


Onko kysyttävää?

Kiitos!


LUT-yliopistoLasertyöstön tutkimusryhmä

Dosentti Heidi Piili, [email protected]. +358 40 5510 710

Yhteystiedot


metallien 3d-tulostuksen tulevaisuuden trendit ja näkymät...metallien 3d-tulostuksen tulevaisuuden...

Documents