Metallien jauhepetisulatuksen hyödyntäminen hydrauliikkalohkojen valmistuksessa

Abstract

Tässä kandidaatintyössä käsitellään hydrauliikkalohkojen valmistusta jauhepetisulatusta hyödyntäen. Tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää, voidaanko lisäävän valmistuksen teknologioihin lukeutuvalla jauhepetisulatuksella saavuttaa hydrauliikkalohkojen valmistuksessa hyötyjä verrattuna perinteisiin poistaviin valmistusmenetelmiin. Aiheesta tehtiin kirjallisuuskatsaus.

Perinteisesti hydrauliikkalohkot valmistetaan prismaattisesta metalliaihiosta jyrsimällä ja poraamalla siihen reikiä eri suunnista. Lohkoja käytetään jakamaan hydrauliöljy haluttuihin paikkoihin hydraulisessa järjestelmässä. Valmistusprosessi on usein kallis, sillä lohkojen valmistukseen kuluu paljon työtunteja ja eräkoot ovat tyypillisesti melko pieniä.

Työssä tutkittiin esimerkkejä jauhepetisulatuksella valmistetuista hydrauliikkalohkoista. Vaikka jauhepetisulatus valmistusmenetelmänä saattaa olla kalliimpi kuin perinteiset valmistusmenetelmät, sen avulla valmistettu hydrauliikkalohko oli kuitenkin huomattavasti kevyempi ja geometrialtaan paremmin optimoitu perinteiseen valmistusmenetelmään verrattuna. Lisäksi jauhepetisulatus menetelmänä voi vaikuttaa myös hydrauliikkalohkojen laatuun parantavasti. Käsitellyissä esimerkeissä jauhepetisulatuksella valmistetut hydrauliikkalohkot olivat myös sellaisenaan sovitettavissa vanhaan kokoonpanoon. Hydrauliikkalohko vaikuttaa siten soveltuvan varsin hyvin lisäävän valmistuksen käyttökohteeksi.

In this bachelor’s thesis, the use of metal powder bed fusion in hydraulic manifolds is discussed. The focus of the study was the laser powder bed fusion of metals and the benefits it may offer over traditional manufacturing methods. A literature study was conducted to research the topic.

Traditionally hydraulic manifolds are manufactured by milling and drilling holes into a prismatic metal stock. The manifolds are used to distribute hydraulic fluid to the different parts of the hydraulic system. The manufacturing process is traditionally very expensive since the machining takes a lot of time and the volume of production is typically quite low.

Different case studies of existing manifold redesigns for additive manufacturing were studied. Although traditional manufacturing methods were cheaper than additive manufacturing with powder bed fusion in some cases, additive manufacturing offered considerable weight savings and optimized fluid channel geometries over traditional manufacturing methods. Additionally, the quality and performance of the hydraulic manifolds were improved. The redesigned hydraulic manifolds were also compatible with the existing assemblies, so they could be used as replacement parts. Therefore, hydraulic manifolds seem like a great application for additive manufacturing.