3D tulostus kilpailutekijänä

Lisäävä valmistus - kohti digitaalista vallankumousta

Materiaalia lisäävä valmistus (AM= Additive Manufacturing) eli 3D-tulostus, on osa digitaalista vallankumousta. Se muuttaa valmistavan teollisuuden rakennetta ja toimintatapoja etenkin maissa, joissa yritysten kilpailukyky perustuu vaativiin tuotteisiin ja lyhyihin sarjoihin. VTT keskittyy AM-tutkimustyössään erityisesti metallien tulostukseen ja yritysten kilpailukyvyn lisäämiseen sen avulla.

Materiaalikehitys

VTT:llä on pitkä kokemus ja hyvät valmiudet räätälöidä tulostukseen tarkoitettujen metallijauheiden ominaisuuksia ja valmistaa kokeellisia jauheita eri käyttötarkoituksiin. Materiaaleja voidaan kehittää kohti suurempaa suorituskykyä ja toiminnallisuutta. Jokainen materiaali vaatii myös omat erityiset valmistusparametrinsa, jotta valmistettava tuote on virheetön. Lue lisää >>

Tuotteiden ja tulostusprosessin optimointi

AM antaa perinteisiin valmistusmenetelmiin verrattuna suunnittelijalle huomattavasti suuremmat vapausasteet. Toisaalta myös AM prosesseilla on omat rajoitteensa, jotka tulee tuntea. VTT:llä on vahva osaaminen tuotteiden topologian optimoinnissa ja AM:n etujen hyödyntämisessä. Samanaikaisesti kappaleen kanssa suunnittelemme tulostusprosessin siten, että kappaleen tulostus on mahdollisimman edullista ja että kappaleiden laatu on optimaalinen.

Liiketoimintamallit ja AM:n integrointi tuotantoon

Lisäävä valmistus pakottaa yritykset miettimään liiketoimintamallejaan uudestaan. VTT auttaa asiakkaitaan vastaamaan esimerkiksi seuraaviin kysymyksiin: Onko lisäävästä valmistuksesta minulle kaupallista hyötyä? Mitä kappaleita kannattaa valmistaa nyt ja mitä mahdollisesti lähitulevaisuudessa? Voinko parantaa tuotteitteni kilpailukykyä tai saada aikaan uusia tuotteita? Kuinka integroin uuden teknologian tuotantoprosessiini? Kuinka hallitsen materiaalien, prosessin ja tulostettavien tuotteiden kontrolloinnin ja laadunvalvonnan?

Projektiesimerkki

 

​VTT:n laitevalmiudet

 

​Metallien tulostukseen VTT:llä on SLM 125 HL –laite, joka avoimen arkkitehtuurin ansiosta soveltuu erittäin hyvin materiaalien ja prosessin kehitykseen. Sillä voidaan tulostaa esimerkiksi alumiiniseoksia, työkaluteräksiä, stelliittiä, inconelia ja titaania. Tulostuskammion koko on 125x125x125 mm. Yhteistyökumppaneiden kautta VTT:llä on pääsy myös huomattavasti suurempiin laitteisiin. Tuotekehitystä silmällä pitäen VTT:llä on joukko muovitulostimia ja värillisiä malleja tuottava jauhetulostin.
Toiminnallisuuden lisäämiseksi tuotteisiin VTT:llä on kaksi suoratulostuslaitetta, joilla voidaan tulostaa erilaisia kerroksia ja rakenteita myös kolmiulotteisille pinnoille. Niistä DWTS (Direct Write Thermal Spray) on tarkoitettu erilaisten antenni- ja sensoriratkaisujen tulostamiseen erittäin vaativiin olosuhteisiin, kun taas DWP:llä (Direct Write Paste) voidaan tulostaa erittäin monia materiaaleja johtavista ja eristävistä materiaaleista sooli-geeli-tyyppisiin ja biomateriaaleihin saakka.

Kuva: VTT:n SLM 125 HL -laitteella voidaan tulostaa hyvälaatuisia kappaleita erittäin monista metalleista ja se soveltuu erinomaisesti myös materiaalikehitykseen