Enhancing manufacturability in filter production : laser welding and additive manufacturing

Abstract

This thesis investigates the integration of laser welding and metal additive manufacturing (AM) techniques to enhance the manufacturability of large solid-liquid filtration equipment. The research aims to improve efficiency and economic viability within the filter production sector, focusing on Metso's Larox PF60 pressure filters. The study evaluates the principles, applications, and challenges of laser welding, including geometrical limitations and joint configurations. It also assesses the potential of metal AM technologies for use in manufacturing components of pressure filters.

Through a series of empirical setups, the thesis explores the possibility of laser welding for dissimilar metals, the design of parts suitable for laser welding applications, and the use of metal AM. These experiments aim to identify solutions to enhance production efficiency and reduce manufacturing costs.

The findings indicate that adopting laser welding and metal AM can significantly address filter production's technical and economic challenges. The research highlights the potential of these technologies to enhance manufacturing processes by improving product reliability and manufacturing efficiency. The thesis emphasizes the transformative effect of laser welding and AM on industrial manufacturing practices, offering development ideas and suggestions for further research.

Tässä opinnäytetyössä tutkitaan laserhitsauksen ja metallin lisäävän valmistuksen tekniikoiden integrointia parantaakseen suurten kiintoaine-nestesuodatuslaitteiden valmistettavuutta. Tutkimuksen tavoitteena on parantaa tehokkuutta ja taloudellista kannattavuutta suodatinvalmistussektorilla keskittyen Metson Larox PF60 -painesuodattimiin. Tutkimuksessa arvioidaan laserhitsauksen periaatteita, sovelluksia ja haasteita, mukaan lukien geometriset rajoitukset ja liitoskonfiguraatiot. Se arvioi myös metallien lisäävän valmistuksen mahdollisuuksia painesuodattimien komponenttien valmistuksessa.

Opinnäytetyössä tutkitaan useiden emppiiristen tutkimusten avulla laserhitsauksen mahdollisuutta eripari metalleille, laserhitsaukseen soveltuvien osien suunnittelua ja metallin lisäävän valmistuksen käyttöä. Näillä kokeiluilla pyritään löytämään ratkaisuja tuotannon tehostamiseksi ja valmistuskustannusten alentamiseksi.

Tulokset osoittavat, että laserhitsauksen ja metallin lisäävä valmistu voi vastata suodatintuotannon teknisiin ja taloudellisiin haasteisiin. Tutkimus korostaa näiden teknologioiden mahdollisuuksia tehostaa valmistusprosesseja parantamalla tuotteiden luotettavuutta ja tuotannon tehokkuutta. Opinnäytetyö korostaa laserhitsauksen ja lisäävän valmistuksen vaikutusta teollisiin valmistuskäytäntöihin ja tarjoaa kehitysideoita ja ehdotuksia jatkotutkimukselle.