Modernization of the workshop by additive manufacturing
Mäntynen, Juha (2021)
Diplomityö
2021
School of Energy Systems, Konetekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2021102852727
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2021102852727
Tiivistelmä
This research aimed to find how the operation of the workshop can be developed using a 3D metal printer. The research was conducted in an existing machine workshop with metalworking machines and facilities from different decades. Different 3D metal printers and their properties and available printing materials were compared as literature research. Based on literature research and interviews with Millog Co. Lievestuore's staff, this work focused on powder bed fusion and direct energy deposit processes.
Based on the workshop's premises and the machines in use, it was defined where the 3D metal printer can be placed. The printer location depends, for example, on the workshop's space solutions and utilization rates of different machines. Based on this thesis, optimal locations for the printer were determined and defined what metalworking machines are needed to work on printed pieces.
Powder Bed Fusion printing is suitable for manufacturing new pieces, and DED printing is also ideal for repairing broken and worn parts. Based on the serviceable equipment coming to Millog Oy, the DED printer is more suitable for their operations, as spare parts for specific devices are no longer manufactured. For example, with the DED hybrid printer, coating and machining can be carried out in one go so that the repaired part can be quickly attached to the device and the device is put back into operation.
The research work provides the company with the basis for purchasing a 3D printer and facilitates purchasing of a printer. The research work raises the company's awareness and provides answers around 3D printing. Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää, miten konepajan toimintaa voidaan kehittää 3D-metallitulostimen avulla. Tutkimustyö tehtiin olemassa olevaan konepajaan, jonka metallintyöstökoneet ja tilat ovat eri vuosikymmeniltä. Erilaisia 3D-metallitulostimia ja niiden ominaisuuksia sekä käytettävissä olevia tulostusmateriaaleja verrattiin kirjallisuustutkimuksena. Kirjallisuustutkimuksen pohjalta ja Millog Oy Lievestuoreen henkilöstön haastattelujen perusteella tämä työ keskittyi jauhepeti- ja suorakerrostus-prosesseihin.
Konepajan tilojen sekä käytössä olevien koneiden pohjalta selvitettiin mihin 3D-metallitulostin voidaan sijoittaa. Tulostimen paikan valintaan vaikuttavat muun muassa konepajan tilaratkaisut ja eri koneiden käyttöasteet. Tämän työn pohjalta selvitettiin optimaaliset sijainnit tulostimelle ja mitä metallintyöstökoneita tarvitaan tulostettujen kappaleiden työstöön.
Jauhepetitulostaminen soveltuu uusien kappaleiden valmistukseen ja DED-tulostaminen soveltuu myös rikkoutuneiden ja kuluneiden osien korjaamiseen. Millog Oy:lle tulevien huollettavien laitteiden perusteella DED-tulostin soveltuu paremmin heidän toimintaansa, koska tiettyjen laitteiden varaosia ei enää valmisteta. DED-tulostimella voitaisiin korjata vaurioituneita osia ja pinnoittaa kuluneita osia. DED-hybriditulostimella pinnoittaminen ja koneistaminen voidaan toteuttaa yhdellä kertaa, jolloin korjattu osa saadaan nopeasti kiinnitettyä laitteeseen ja laite takaisin käyttöön.
Tutkimus tuottaa yritykselle perusteet 3D-tulostimen hankintaan ja helpottaa tulostimen hankinnan prosessia. Tutkimustyö lisää yrityksen tietoisuutta ja antaa vastauksia 3D-tulostamisen ympäriltä.
Based on the workshop's premises and the machines in use, it was defined where the 3D metal printer can be placed. The printer location depends, for example, on the workshop's space solutions and utilization rates of different machines. Based on this thesis, optimal locations for the printer were determined and defined what metalworking machines are needed to work on printed pieces.
Powder Bed Fusion printing is suitable for manufacturing new pieces, and DED printing is also ideal for repairing broken and worn parts. Based on the serviceable equipment coming to Millog Oy, the DED printer is more suitable for their operations, as spare parts for specific devices are no longer manufactured. For example, with the DED hybrid printer, coating and machining can be carried out in one go so that the repaired part can be quickly attached to the device and the device is put back into operation.
The research work provides the company with the basis for purchasing a 3D printer and facilitates purchasing of a printer. The research work raises the company's awareness and provides answers around 3D printing.
Konepajan tilojen sekä käytössä olevien koneiden pohjalta selvitettiin mihin 3D-metallitulostin voidaan sijoittaa. Tulostimen paikan valintaan vaikuttavat muun muassa konepajan tilaratkaisut ja eri koneiden käyttöasteet. Tämän työn pohjalta selvitettiin optimaaliset sijainnit tulostimelle ja mitä metallintyöstökoneita tarvitaan tulostettujen kappaleiden työstöön.
Jauhepetitulostaminen soveltuu uusien kappaleiden valmistukseen ja DED-tulostaminen soveltuu myös rikkoutuneiden ja kuluneiden osien korjaamiseen. Millog Oy:lle tulevien huollettavien laitteiden perusteella DED-tulostin soveltuu paremmin heidän toimintaansa, koska tiettyjen laitteiden varaosia ei enää valmisteta. DED-tulostimella voitaisiin korjata vaurioituneita osia ja pinnoittaa kuluneita osia. DED-hybriditulostimella pinnoittaminen ja koneistaminen voidaan toteuttaa yhdellä kertaa, jolloin korjattu osa saadaan nopeasti kiinnitettyä laitteeseen ja laite takaisin käyttöön.
Tutkimus tuottaa yritykselle perusteet 3D-tulostimen hankintaan ja helpottaa tulostimen hankinnan prosessia. Tutkimustyö lisää yrityksen tietoisuutta ja antaa vastauksia 3D-tulostamisen ympäriltä.