Kuulapommitus : Komponentin väsymiseliniän pidentäminen kuulapommituksen avulla
Uotila, Toni (2021)
Uotila, Toni
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-202105036621
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202105036621
Tiivistelmä
Tässä työssä tutkittiin kuulapommitusta. Tämä on konepajateollisuudessa käytössä oleva kylmämuokkausmenetelmä metallikomponentin väsymiseliniän pidentämiseksi.
Prosessissa pienet pyöreät kuulat singotaan suurella nopeudella komponentin pintaan. Osumista syntyvät pienet lommot luovat pintaan puristusjännityskerroksen sekä sulkevat säröjä ja huokosia komponentin pinnasta.
Käsittelyn lopputuloksena komponentti kestää aiempaa suuremman syklimäärän dynaamisessa, väsyttävässä kuormituksessa, koska nettojännitystasot komponentin pinnassa laskevat kohti puristusjännitystilaa ja särön eteneminen on tällöin hitaampaa. Tämä laskee komponentin vaurioitumistodennäköisyyttä väsyttävissä kuormitustilanteissa.
Menetelmä on hyvin tunnettu auto- ja ilmailualan osia valmistavissa yrityksissä maailmalla ja löi itsensä läpi toisen maailmansodan jälkimainingeissa. Suomessa menetelmä ei kuitenkaan vaikuta olevan yleisesti kovin tunnettu. Toimeksiantajayritystä lukuun ottamatta joitain jousikomponenteille teollisessa mittakaavassa kuulapommituspalvelua tarjoavia yrityksiä on Suomessa löydettävissä.
Työssä käsitellään ensin väsymisvaurioita ja niiden merkitystä koneensuunnittelussa yleisellä tasolla. Kun väsymisvauriot tunnetaan, siirrytään tutkimaan kuulapommitusta menetelmänä.
Työssä myös luodaan yritykselle opinnäytetyösopimuksen mukaisia työkaluja prosessissa syntyvän tiedon hallintaan, prosessin markkinointiin sekä prosessista raportointiin.
Prosessissa pienet pyöreät kuulat singotaan suurella nopeudella komponentin pintaan. Osumista syntyvät pienet lommot luovat pintaan puristusjännityskerroksen sekä sulkevat säröjä ja huokosia komponentin pinnasta.
Käsittelyn lopputuloksena komponentti kestää aiempaa suuremman syklimäärän dynaamisessa, väsyttävässä kuormituksessa, koska nettojännitystasot komponentin pinnassa laskevat kohti puristusjännitystilaa ja särön eteneminen on tällöin hitaampaa. Tämä laskee komponentin vaurioitumistodennäköisyyttä väsyttävissä kuormitustilanteissa.
Menetelmä on hyvin tunnettu auto- ja ilmailualan osia valmistavissa yrityksissä maailmalla ja löi itsensä läpi toisen maailmansodan jälkimainingeissa. Suomessa menetelmä ei kuitenkaan vaikuta olevan yleisesti kovin tunnettu. Toimeksiantajayritystä lukuun ottamatta joitain jousikomponenteille teollisessa mittakaavassa kuulapommituspalvelua tarjoavia yrityksiä on Suomessa löydettävissä.
Työssä käsitellään ensin väsymisvaurioita ja niiden merkitystä koneensuunnittelussa yleisellä tasolla. Kun väsymisvauriot tunnetaan, siirrytään tutkimaan kuulapommitusta menetelmänä.
Työssä myös luodaan yritykselle opinnäytetyösopimuksen mukaisia työkaluja prosessissa syntyvän tiedon hallintaan, prosessin markkinointiin sekä prosessista raportointiin.