Skaalautuva 3D-malli SolidWorksissa
Saari, Antti (2021)
Saari, Antti
2021
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202105199530
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202105199530
Tiivistelmä
Työn tavoitteena oli kehittää Valmet Oyj:n tarpeisiin polttokattilan ns. vaakatulistimen 3D-malli, jonka koko ja tyyppi olisivat helposti skaalattavissa ja muokattavissa muutamaa perusparametria muuttamalla. Työkaluna projektissa toimi SolidWorks 2017, jonka on kehittänyt Dassault Systèmes.
SolidWorksia käyttäen luotiin tulistimen perusmalli, josta muokattiin ohjelman oman, sisäisen Equations-toiminnon varaan rakentuva ”automaatti”. Automaatti toimii siten, että käyttäjä syöttää pääkokoonpanoon tarvittavat parametrit, kuten putkikoon, tulistinputkien lenkkien määrän, elementtien lukumäärän ja tulistimen tyypin, minkä jälkeen ohjelma muokkaa mallin halutunlaiseksi ja hakee yhtiön materiaalikirjastosta sopivat valmisosat, kuten oikean kokoiset ripustinrakenteet. Equations-yhtälöt varmistavat sen, että tulistimen muodot noudattavat yrityksen käyttämiä standadreja. Näin syntyy ”tulistinblokki”, jonka monista konfiguraatioista voi valita, onko kyseessä yksittäinen tulistin vaiko suuremman tulistinkokonaisuuden osa. Näitä blokkeja voi halutessaan yhdistellä monilla eri tavoilla.
Lisäksi mallia varten tuli luoda käyttöohje ongelmanratkaisuosioineen. Koska Valmet Oyj:llä on toimipisteitä ja työntekijöitä kymmenissä eri maissa, ohje kirjoitettiin kokonaisuudessaan englannin kielellä. Ohjeessa on aluksi kokeneille suunnittelijoille ja SolidWorks-käyttäjille suunnattu osio, minkä jälkeen siinä selitetään yksityiskohtaisesti, mitä tietyt parametrit tarkoittavat, mihin ja miten ne vaikuttavat, ja miten mahdolliset ongelmat korjataan. Näin myös melko kokematonkin käyttäjä pystyy ohjetta tarkasti seuraamalla luomaan nopeasti projektissa tarvittavan tulistinmallin.
On huomattava, että työ keskittyy ainoastaan toimivan 3D-mallin kehittämiseen. Se ei ota millään tavalla kantaa tulistimen rakenteiden mitoitukseen tai lujuuslaskelmiin; niiltä osin turvaudutaan täysin Valmet Oyj:n omiin standardeihin ja käytäntöihin.
Opinnäytetyön julkisessa osiossa tarkastellaan Valmetin, Dassault Groupin ja SolidWorksin historiaa, polttokattiloiden ja tulistimien yleisiä toimintaperiaatteita, sekä eräitä työssä käytettyjä mallinnusmenetelmiä – erityisesti SolidWorksin Equations-toimintoa, joka jää perusopetuksessa usein vähäiselle huomiolle. Opinnäytössä laadittu malli ja sen käyttöohje on luovutettu vain toimeksiantajan käyttöön.
SolidWorksia käyttäen luotiin tulistimen perusmalli, josta muokattiin ohjelman oman, sisäisen Equations-toiminnon varaan rakentuva ”automaatti”. Automaatti toimii siten, että käyttäjä syöttää pääkokoonpanoon tarvittavat parametrit, kuten putkikoon, tulistinputkien lenkkien määrän, elementtien lukumäärän ja tulistimen tyypin, minkä jälkeen ohjelma muokkaa mallin halutunlaiseksi ja hakee yhtiön materiaalikirjastosta sopivat valmisosat, kuten oikean kokoiset ripustinrakenteet. Equations-yhtälöt varmistavat sen, että tulistimen muodot noudattavat yrityksen käyttämiä standadreja. Näin syntyy ”tulistinblokki”, jonka monista konfiguraatioista voi valita, onko kyseessä yksittäinen tulistin vaiko suuremman tulistinkokonaisuuden osa. Näitä blokkeja voi halutessaan yhdistellä monilla eri tavoilla.
Lisäksi mallia varten tuli luoda käyttöohje ongelmanratkaisuosioineen. Koska Valmet Oyj:llä on toimipisteitä ja työntekijöitä kymmenissä eri maissa, ohje kirjoitettiin kokonaisuudessaan englannin kielellä. Ohjeessa on aluksi kokeneille suunnittelijoille ja SolidWorks-käyttäjille suunnattu osio, minkä jälkeen siinä selitetään yksityiskohtaisesti, mitä tietyt parametrit tarkoittavat, mihin ja miten ne vaikuttavat, ja miten mahdolliset ongelmat korjataan. Näin myös melko kokematonkin käyttäjä pystyy ohjetta tarkasti seuraamalla luomaan nopeasti projektissa tarvittavan tulistinmallin.
On huomattava, että työ keskittyy ainoastaan toimivan 3D-mallin kehittämiseen. Se ei ota millään tavalla kantaa tulistimen rakenteiden mitoitukseen tai lujuuslaskelmiin; niiltä osin turvaudutaan täysin Valmet Oyj:n omiin standardeihin ja käytäntöihin.
Opinnäytetyön julkisessa osiossa tarkastellaan Valmetin, Dassault Groupin ja SolidWorksin historiaa, polttokattiloiden ja tulistimien yleisiä toimintaperiaatteita, sekä eräitä työssä käytettyjä mallinnusmenetelmiä – erityisesti SolidWorksin Equations-toimintoa, joka jää perusopetuksessa usein vähäiselle huomiolle. Opinnäytössä laadittu malli ja sen käyttöohje on luovutettu vain toimeksiantajan käyttöön.