Utilization of laser-based powder bed fusion in manufacturing process of compression mold
Oinonen, Olli (2020)
Diplomityö
2020
School of Energy Systems, Konetekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2020100983616
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2020100983616
Tiivistelmä
The purpose of this thesis is to find out how laser-based powder bed fusion (L-PBF) can be utilized in manufacturing process of compression mold (CM) tool. The goal is to find out if L-PBF could be option for conventional processes. To reach this goal, the characteristics of L-PBF were observed from aspects of product design, costs, and manufacturing.
This thesis includes literature review and practical implementation. Literature review includes the most fundamental phenomena and restrictions affecting manufacturability and functionality of the mold tool made with L-PBF. The practical implementation is a case study that compares L-PBF with CNC machining in the making of a CM tool for a silicone rubber part of an instrument rinse system of a dental unit.
Both literature review and case study of conclude that the possible benefits of L-PBF at CM tool making depend on shape, size, and requirements of the surface quality. Case study concludes that it is more cost-effective to manufacture mold by machining. It was concluded that L-PBF has potential that is dependent on the application and the type of solution. Tämän diplomityön tarkoitus on selvittää laserpohjaisen jauhepetisulatuksen (L-PBF) hyödyntämismahdollisuuksia puristusvalumuotin valmistuksessa. Tavoitteena on selvittää, missä tilanteissa L-PBF-menetelmä on varteenotettava vaihtoehto perinteisemmille muotinvalmistusmenetelmille. Tavoitteen saavuttamiseksi menetelmän tunnuspiirteitä tarkastellaan tuotesuunnittelun, kustannusten ja valmistuksen näkökulmista.
Työssä on kirjallisuusosuus ja käytännön osuus. Kirjallisuusosuudessa selvitetään L-PBF-menetelmällä valmistettavan puristusmuotin toiminnallisuuden ja valmistettavuuden kannalta olennaisia asioita. Käytännön osuus on tapaustutkimus, jossa selvitetään L-PBF-menetelmän soveltuvuutta hammaslääkärin instrumenttipesujärjestelmään kuuluvan silikonikumitelineen muotin valmistamiseen, kun vertailukohtana on CNC-koneistus.
Sekä kirjallisen että käytännön osuuden johtopäätös on, että L-PBF-prosessin tarjoama hyöty riippuu sovelluskohteen suunnittelusta, kuten koosta ja muodosta, sekä vaatimuksista, kuten vaaditusta pinnanlaadusta. Tapaustutkimuksessa tultiin tulokseen, että muotti on tällä hetkellä edullisempi valmistaa koneistamalla. Toisaalta työssä tunnistettiin myös L-PBF-prosessin suuri sovelluskohde- ja ratkaisutapakohtainen potentiaali.
This thesis includes literature review and practical implementation. Literature review includes the most fundamental phenomena and restrictions affecting manufacturability and functionality of the mold tool made with L-PBF. The practical implementation is a case study that compares L-PBF with CNC machining in the making of a CM tool for a silicone rubber part of an instrument rinse system of a dental unit.
Both literature review and case study of conclude that the possible benefits of L-PBF at CM tool making depend on shape, size, and requirements of the surface quality. Case study concludes that it is more cost-effective to manufacture mold by machining. It was concluded that L-PBF has potential that is dependent on the application and the type of solution.
Työssä on kirjallisuusosuus ja käytännön osuus. Kirjallisuusosuudessa selvitetään L-PBF-menetelmällä valmistettavan puristusmuotin toiminnallisuuden ja valmistettavuuden kannalta olennaisia asioita. Käytännön osuus on tapaustutkimus, jossa selvitetään L-PBF-menetelmän soveltuvuutta hammaslääkärin instrumenttipesujärjestelmään kuuluvan silikonikumitelineen muotin valmistamiseen, kun vertailukohtana on CNC-koneistus.
Sekä kirjallisen että käytännön osuuden johtopäätös on, että L-PBF-prosessin tarjoama hyöty riippuu sovelluskohteen suunnittelusta, kuten koosta ja muodosta, sekä vaatimuksista, kuten vaaditusta pinnanlaadusta. Tapaustutkimuksessa tultiin tulokseen, että muotti on tällä hetkellä edullisempi valmistaa koneistamalla. Toisaalta työssä tunnistettiin myös L-PBF-prosessin suuri sovelluskohde- ja ratkaisutapakohtainen potentiaali.