FAME-ekosyysteemi tutustui metallitulostukseen Delvassa

FAME:n jäsenyritysten henkilöstöä tutustumassa metallitulostukseen Delva Oy:ssä Hämeenlinnassa tammikuussa 2022. Delvan CTO Markus Lindqvist perehdyttämässä.

FAME:ssa (Finnish Additive Manufacturing Ecosystem) haetaan järjestelmällisesti tietoa ja ymmärrystä tulostuksella saavutettavien menestystarinoiden vauhdittamiseksi. FAME-ekosysteemi tutustui Delvan tuotantoympäristöön ja metallintulostukseen Hämeenlinnassa.

Onnistuneet 3D-tulosteet eivät synny pelkästään nappia painamalla. Merkittävä osa positiivisesta lopputuloksesta saadaan aikaan suunnittelupöydällä. Käytännön 3D-tulostamiseen tutustuminen auttaa ymmärtämään uuden teknologian mahdollisuuksia ja pääsemään parempaan lopputulokseen. Delva järjestää yrityksille tutustumispäiviä tiloissaan Hämeenlinnassa, ja FAME-ekosysteemi kävi perehtymässä metallitulostukseen.

Famelaiset perehtyivät metallitulostukseen Delvan AM-spesialisti Eetu Kivirasin johdolla.

Yhteistyö on voimaa myös metallitulostuksessa

Metallitulostus pitää sisällään eri teknologioita. Niistä kehittynein ja vaativimpiinkin käyttökohteisiin soveltuva on jauhepetimenetelmä, jonka perustellusti voi todeta olevan jo yksi valmistusmenetelmä perinteisempien joukossa. Se on käytössä myös Delvassa.
Vaikka tulostus vähentää komponenttien valmistuksen työvaiheita, jauhepetimenetelmällä tulostus pitää sisällään monenlaista tekemistä. Koko tulostuksen prosessi alustojen tehokkaasta suunnittelusta, koneiden puhdistuksesta ja jauheiden vaativasta käsittelystä itse kappaleiden rakentumiseen tulostimessa, lämpökäsittelyyn, sahaukseen ja monivaiheiseen viimeistelyyn avautuu parhaiten tekemällä.
3D-tulostuksessa yhteistyö yrityksen ja asiakkaan välillä on ensisijaista. Kun lyödään yhteen asiakkaan syvä osaaminen teollisuuden tarpeista ja tulostajan tiedot ja taidot tulostuksen mahdollisuuksista ja rajoitteista, päästään pitkälle. Ymmärrys toinen toisensa työstä ja mahdollisista haasteista parantaa kommunikaatiota ja auttaa löytämään ratkaisuja yhdessä. Oppiminen tapahtuu vuorovaikutuksessa.

Tukimateriaalien poistoa.

Tukirakenteisiin kiteytyy paljon

Tukirakenteet ovat jauhepetimenetelmällä tulostettaessa keskeisessä roolissa. Perusmuistisääntö on, että tyhjän päälle ei voi tulostaa. Niin sanotuissa matalan kulman urotöissä uhmataan 45 asteen kulman nyrkkisääntöä ja rakennetaan kappale jopa 13 asteen kulmaan. Tämä on hyvinkin mahdollista, mutta edellyttää aina merkittäviä materiaalikohtaisia kehityspanostuksia. Arjen ratkaisu on lisätä tulosteeseen tukirakenteita, joiden varaan tuloste onnistuneesti muodostuu. Tukirakenteista aiheutuu kuitenkin lisää tulostettavaa ja siten kustannuksia. Lisäksi ne joudutaan poistamaan materiaalista ja tukirakenteen järeydestä riippuen käsin tai koneistamalla.
Suunnittelun on hyvä miettiä valmistusprosessi niin pitkälle, että tukirakenteet on minimoitu ja ne ovat järkevästi poistettavissa. Tämä kaikki konkretisoituu aivan uudella tavalla, kun suunnittelija saa tuntumaa tukirakenteiden poistoon käsin esimerkiksi lämpökäsitellystä 316L:stä. Kokemus jättää vahvan muistijäljen.

Jauheen häviämättömyyden laki

Koneen ääressä, tulostus on valmis.

On myös hyvä käytännössä todeta, että jauhepetiteknologiassa sulattamaton jauhe jää tulosteiden joukkoon, kunnes se imuroidaan tulostuksen päätteeksi tulostimesta. Yksi tulostuksen hienous on mahdollisuus toteuttaa kevennettyjä, jopa täysin onttoja rakenteita. Onkin huomioitava, että jauhetta jää tulostusprosessissa myös rakenteiden sisään ja sen sujuva poistaminen on syytä miettiä hyvissä ajoin. On hyvin harmillista, jos muutaman euron tulosteesta joudutaan ravistelemaan käsityönä jauhetta puoli tuntia tai sitä ei saada ollenkaan poistettua. On myös käyttökohteita, joissa jauhejäämät rakenteissa ovat äärimmäisen kriittisiä ja siksi on niiden mahdollisuus pystyttävä poissulkemaan täysin.

Taloudellista näkökulmaa tulostukseen

Materiaalivalinnalla on merkitystä hyötyjen saavuttamiseksi tulostuksessa. Avoimuus uusille, tulostuksen mahdollistamille materiaaleille on kauaskantoista, pitäytyminen vanhoissa valinnoissa jarruttaa kehitystä.

Tulostuksessa käytettävät suojavarustukset konkretisoivat jauheen hienouden – se kun on ohuempaa kuin vehnäjauho. Suojautuminen on välttämätöntä terveysriskien välttämiseksi.

On tärkeää nostaa esille taloudellinen näkökulma: tuotantoon tutustumisen kautta käy ilmeiseksi, kuinka jokainen uusi materiaali edellyttää merkittäviä investointeja jauheenkäsittelyyn, itse jauheeseen kuin parametreihinkin. Lisäksi jokainen materiaali edellyttää omaa osaamista. Jotta nämä vaatimukset olisivat mahdollisia toteuttaa, tarvitaan volyymejä. Myös itse tulostusprosessin tehokkuus kasvaa, kun materiaalikohtaiset tulostusalustat ovat mahdollisimman täynnä. Tämä tuo asiakkaalle kustannusetua. Siksi tulostettavien materiaalien syvempi ymmärrys ja hyödynnettävyys on eduksi kaikille. Luottamus ja rohkeus valita aiemmasta poikkeavaa syntyy kokemusten ja konkreettisten esimerkkien kautta.

Teksti ja tiedustelut: Delva/CCO Marja-Leena Mäkinen

Kuvat: Valokuvaus Viirukka