Metalli 3D-tulosteiden laatuvaatimukset
Viuhko, Mino (2025)
Kandidaatintyö
2025
School of Energy Systems, Konetekniikka
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2025060358171
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2025060358171
Tiivistelmä
Tässä kandidaatintyössä tutkittiin metalli 3D-tulosteiden laatuvaatimuksia ja niiden täyttymistä valokaariperustaisella suorakerrostusmenetelmällä (WAAM) valmistetuissa kappaleissa. Työn tavoitteena oli kartoitta olemassa olevia standardeja sekä selvittää kokeellisten testin avulla, vastaavatko WAAM-menetelmällä valmistetut kappaleet näitä laatuvaatimuksia.
Kirjallisuuskatsauksessa tarkasteltiin metalli 3D-tulostuksen menetelmiä, niiden laatuvaatimuksia sekä sovelluksia eri teollisuudenaloilla. Työn kokeellisessa osuudessa testattiin S355-teräksestä valmistettuja WAAM-kappaleita vetokokeilla, pinnankarheusmittauksilla, röntgenkuvauksella sekä makrokuvauksella.
Tutkimuksen tulokset osoittivat, että kappaleet saavuttivat korkeita lujuusarvoja sekä rakenteellinen laatu oli tasainen. Pinnankarheusarvot olivat tavanomaisia metalli 3D-tulosteille ja kappaleet osoittautuivat visuaalisesti yhtenäisiksi. WAAM-menetelmä osoittautui soveltuvaksi menetelmäksi laadukkaiden metalliosien valmistukseen. Työ tarjoaa hyödyllistä tietoa 3D-tulostettujen metallikappaleiden laadunvalvontaan sekä soveltuvuuteen liittyen teollisessa käytössä. This bachelor’s thesis investigated the quality requirements of metal 3D prints and their fulfilment in parts produced by wire arc additive manufacturing (WAAM) process. The aim of the study was to review existing standards and to determine, by means of experimental tests, whether the WAAM parts meet these quality requirements.
The literature review examined metal 3D printing methods, their quality characteristics and applications in different industries. In the experimental part of the work, WAAM parts made of S355 teel were tested by tensile tests, surface roughness measurements, X-ray and macro imagining.
The results of the study showed that the metal pieces achieved high strength values and a uniform structural quality. The surface roughness values were typical for metal 3D prints and the parts proved to be visually uniform. WAAM proved to be a suitable method to produce high-quality metal parts. The work provides useful information on the quality control of 3D printed metal parts and their suitability for industrial applications.
Kirjallisuuskatsauksessa tarkasteltiin metalli 3D-tulostuksen menetelmiä, niiden laatuvaatimuksia sekä sovelluksia eri teollisuudenaloilla. Työn kokeellisessa osuudessa testattiin S355-teräksestä valmistettuja WAAM-kappaleita vetokokeilla, pinnankarheusmittauksilla, röntgenkuvauksella sekä makrokuvauksella.
Tutkimuksen tulokset osoittivat, että kappaleet saavuttivat korkeita lujuusarvoja sekä rakenteellinen laatu oli tasainen. Pinnankarheusarvot olivat tavanomaisia metalli 3D-tulosteille ja kappaleet osoittautuivat visuaalisesti yhtenäisiksi. WAAM-menetelmä osoittautui soveltuvaksi menetelmäksi laadukkaiden metalliosien valmistukseen. Työ tarjoaa hyödyllistä tietoa 3D-tulostettujen metallikappaleiden laadunvalvontaan sekä soveltuvuuteen liittyen teollisessa käytössä.
The literature review examined metal 3D printing methods, their quality characteristics and applications in different industries. In the experimental part of the work, WAAM parts made of S355 teel were tested by tensile tests, surface roughness measurements, X-ray and macro imagining.
The results of the study showed that the metal pieces achieved high strength values and a uniform structural quality. The surface roughness values were typical for metal 3D prints and the parts proved to be visually uniform. WAAM proved to be a suitable method to produce high-quality metal parts. The work provides useful information on the quality control of 3D printed metal parts and their suitability for industrial applications.