Lisäävän valmistuksen hyödyntäminen varaosien digitalisoinnissa
Grönfors, Atte (2021)
Grönfors, Atte
2021
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202104205183
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202104205183
Tiivistelmä
Insinöörityössä tutkittiin lisäävän valmistuksen tarjoamia mahdollisuuksia digitaalisen varaosakannan luontiin elintarviketeollisuuden yrityksessä. Lisäksi projektin tavoitteena oli saada lisätietoa 3D-metallitulostimella valmistetun varaosan laadusta sekä käyttömahdollisuuksista elintarviketuotannossa. Työn toimeksiantajana oli HKScan Finland Oy.
Työssä perehdyttiin tekniikan nykytilaan ja tulevaisuuteen tieteellisten julkaisujen, standardien sekä 3D-tulostusalan asiantuntijoiden haastatteluiden avulla. Työtä varten tutkittiin myös erilaisia tulostustyyppejä ja käytettävissä olevia materiaaleja, jotka soveltuvat parhaiten metallisten varaosien tulostukseen. Lisäksi varaosavaraston hallinnan ongelmakohtia selvitettiin haastattelemalla kunnossapidon ammattilaisia sekä perehtymällä alan kirjallisuuteen. Saatujen tietojen pohjalta luotiin yleiskuva lisäävän valmistuksen tarjoamista mahdollisuuksista varaosavaraston hallinnan kehittämiseen.
Ongelmana nykymallisessa varaosakannanhallinnassa on tyypillisesti riittävän kapasiteetin ylläpito ja korkeat varaosien hankintakustannukset. Lisäksi varaosissa käytetyt materiaalit eivät välttämättä ole loppukäyttäjän tiedossa. Lisäävällä valmistuksella pystytään itse määrittelemään kappaleessa käytetty materiaali, jolloin varaosista pystytään tekemään entistä kestävämpiä. Toisaalta tulostus voidaan toteuttaa myös halvemmalla materiaalilla, jos kappaleen käyttötarkoitus sen mahdollistaa. Lisäävän valmistuksen avulla varaosien tulostaminen voidaan toteuttaa paikallisesti tuotantolaitoksessa. Tällöin pystytään laskemaan kappaleen valmistuskustannuksia sekä vähentämään toimituksiin kuluvaa aikaa ja aiheutuvaa hiilijalanjälkeä.
Työssä tutkittiin ensisijaisesti tulostetun kappaleen pintarakenteen laatua sekä tulostukseen kulunutta aikaa. Tuloste valmistui kahden vuorokauden aikana, ja laatu osoittautui erinomaiseksi. Ainoiksi ongelmakohdiksi osoittautuivat noin 0,5 millimetrin epätarkkuudet tulosteen pohja- ja sisähalkaisijoissa, mitkä olivat seurausta mittausvirheistä. Kaiken kaikkiaan työ tarjosi kuitenkin arvokasta tietoa lisäävän valmistuksen hyödyntämisestä varaosien valmistuksessa sekä lähtökohdat selvitystyön jatkamiselle tekniikan käyttöönotosta.
Työssä perehdyttiin tekniikan nykytilaan ja tulevaisuuteen tieteellisten julkaisujen, standardien sekä 3D-tulostusalan asiantuntijoiden haastatteluiden avulla. Työtä varten tutkittiin myös erilaisia tulostustyyppejä ja käytettävissä olevia materiaaleja, jotka soveltuvat parhaiten metallisten varaosien tulostukseen. Lisäksi varaosavaraston hallinnan ongelmakohtia selvitettiin haastattelemalla kunnossapidon ammattilaisia sekä perehtymällä alan kirjallisuuteen. Saatujen tietojen pohjalta luotiin yleiskuva lisäävän valmistuksen tarjoamista mahdollisuuksista varaosavaraston hallinnan kehittämiseen.
Ongelmana nykymallisessa varaosakannanhallinnassa on tyypillisesti riittävän kapasiteetin ylläpito ja korkeat varaosien hankintakustannukset. Lisäksi varaosissa käytetyt materiaalit eivät välttämättä ole loppukäyttäjän tiedossa. Lisäävällä valmistuksella pystytään itse määrittelemään kappaleessa käytetty materiaali, jolloin varaosista pystytään tekemään entistä kestävämpiä. Toisaalta tulostus voidaan toteuttaa myös halvemmalla materiaalilla, jos kappaleen käyttötarkoitus sen mahdollistaa. Lisäävän valmistuksen avulla varaosien tulostaminen voidaan toteuttaa paikallisesti tuotantolaitoksessa. Tällöin pystytään laskemaan kappaleen valmistuskustannuksia sekä vähentämään toimituksiin kuluvaa aikaa ja aiheutuvaa hiilijalanjälkeä.
Työssä tutkittiin ensisijaisesti tulostetun kappaleen pintarakenteen laatua sekä tulostukseen kulunutta aikaa. Tuloste valmistui kahden vuorokauden aikana, ja laatu osoittautui erinomaiseksi. Ainoiksi ongelmakohdiksi osoittautuivat noin 0,5 millimetrin epätarkkuudet tulosteen pohja- ja sisähalkaisijoissa, mitkä olivat seurausta mittausvirheistä. Kaiken kaikkiaan työ tarjosi kuitenkin arvokasta tietoa lisäävän valmistuksen hyödyntämisestä varaosien valmistuksessa sekä lähtökohdat selvitystyön jatkamiselle tekniikan käyttöönotosta.