Kompressori- ja turbiinipyörien valmistus ainetta lisäämällä
Taipale, Jukka (2016)
Kandidaatintyö
Taipale, Jukka
2016
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe201703072007
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe201703072007
Tiivistelmä
Ainetta lisäävä valmistus on noussut viime vuosina yhdeksi nopeimmin kasvavista teollisuuden
aloista. Metallisten kappaleiden valmistamisessa ainetta lisäämällä hyödynnetään
laseria liittämään ohuita kerroksia toisiinsa joko metallijauheesta tai
-langasta. Laseravusteisissa ainetta lisäävissä tuotantotekniikoissa on pääsääntöisesti viisi
vaihetta suunnittelusta valmiiseen kappaleeseen. Näitä vaiheita ovat CAD-mallin luominen,
mallin muuntaminen LAM-laitteiston luettavissa olevaan STL-formaattiin, mallin
jakaminen ohuisiin kerroksiin, itse rakentaminen ja jälkityöstö. Tuotantotekniikat voidaan
jakaa karkeasti laser-sintraukseen, laser-sulatukseen sekä laserpinnoitukseen.
Erilaisten kompressori- ja turbiinipyörien materiaalit riippuvat suuresti käyttökohteesta.
Auton turboahtimien kompressoriosalta ei vaadita niin suurta lämmönsietokykyä kuin
turbiiniosalta, joten kompressoripyörät turboahtimissa on yleensä rakennettu alumiinipohjaisista
metalliseoksista. Korkeammassa lämpötilassa toimivat juoksupyörät, kuten
esimerkiksi turboahtimien turbiiniosat, on rakennettu muun muassa nikkeli- tai titaanipohjaisista
metalliseoksista. LAM-tekniikan materiaalivalikoima on erittäin suuri, mikä
sopii hyvin kompressori- ja turbiinipyörien valmistukseen.
LAM-tekniikalla on kuitenkin monia haasteita kompressori- ja turbiinipyörien valmistuksessa.
Ohuiden, kaarevien siipien valmistus voi tuottaa haasteita ja tukirakenteiden suunnittelua
ennen kappaleen valmistamista saatetaan tarvita. LAM-tekniikan heikkouksia on
myös kappaleiden huokoisuus ja suuri pinnankarheus, joita pystytään toki vähentämään
oikealla jälkikäsittelyllä.
aloista. Metallisten kappaleiden valmistamisessa ainetta lisäämällä hyödynnetään
laseria liittämään ohuita kerroksia toisiinsa joko metallijauheesta tai
-langasta. Laseravusteisissa ainetta lisäävissä tuotantotekniikoissa on pääsääntöisesti viisi
vaihetta suunnittelusta valmiiseen kappaleeseen. Näitä vaiheita ovat CAD-mallin luominen,
mallin muuntaminen LAM-laitteiston luettavissa olevaan STL-formaattiin, mallin
jakaminen ohuisiin kerroksiin, itse rakentaminen ja jälkityöstö. Tuotantotekniikat voidaan
jakaa karkeasti laser-sintraukseen, laser-sulatukseen sekä laserpinnoitukseen.
Erilaisten kompressori- ja turbiinipyörien materiaalit riippuvat suuresti käyttökohteesta.
Auton turboahtimien kompressoriosalta ei vaadita niin suurta lämmönsietokykyä kuin
turbiiniosalta, joten kompressoripyörät turboahtimissa on yleensä rakennettu alumiinipohjaisista
metalliseoksista. Korkeammassa lämpötilassa toimivat juoksupyörät, kuten
esimerkiksi turboahtimien turbiiniosat, on rakennettu muun muassa nikkeli- tai titaanipohjaisista
metalliseoksista. LAM-tekniikan materiaalivalikoima on erittäin suuri, mikä
sopii hyvin kompressori- ja turbiinipyörien valmistukseen.
LAM-tekniikalla on kuitenkin monia haasteita kompressori- ja turbiinipyörien valmistuksessa.
Ohuiden, kaarevien siipien valmistus voi tuottaa haasteita ja tukirakenteiden suunnittelua
ennen kappaleen valmistamista saatetaan tarvita. LAM-tekniikan heikkouksia on
myös kappaleiden huokoisuus ja suuri pinnankarheus, joita pystytään toki vähentämään
oikealla jälkikäsittelyllä.