{"id":198,"date":"2018-10-24T08:27:20","date_gmt":"2018-10-24T08:27:20","guid":{"rendered":"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/?p=198"},"modified":"2021-03-24T12:23:03","modified_gmt":"2021-03-24T12:23:03","slug":"kokemuksia-alumiinin-3d-tulostuksesta","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/2018\/10\/24\/kokemuksia-alumiinin-3d-tulostuksesta\/","title":{"rendered":"Kokemuksia alumiinin 3D-tulostuksesta"},"content":{"rendered":"<p>Alumiini on t\u00e4ll\u00e4 hetkell\u00e4 yksi yleisimmist\u00e4 3D-tulostettavista metallimateriaaleista. Sen k\u00e4ytt\u00f6 on lis\u00e4\u00e4ntynyt erityisesti piensarjatuotannossa alumiinivalujen korvaajana. Taustalla on materiaaliominaisuuksien lis\u00e4ksi luonnollisesti my\u00f6s kustannustekij\u00e4t. Alumiinijauhe on metallijauheista edullisin ja sen valmistusnopeudet ovat suurempia kuin esimerkiksi vaikka ter\u00e4ksell\u00e4. Yleisin jauhepetitulostuksessa k\u00e4ytetty alumiiniseos on AlSi10Mg.<\/p>\n<p>T\u00e4ss\u00e4 kirjoituksessa kuvataan alumiinin 3D-tulostukseen liittyvi\u00e4 asioita yleisell\u00e4 tasolla, kun kyseess\u00e4 on jauhepetimenetelm\u00e4\u00e4n perustuva 3D-tulostin. Jauhepetimenetelm\u00e4 on lis\u00e4\u00e4v\u00e4n valmistuksen prosessi jossa kappale valmistetaan inertiss\u00e4 valmistuskammiossa sulattamalla jauhepedin alueita selektiivisesti yhteen kerros kerrokselta. Kyseess\u00e4 on t\u00e4ll\u00e4 hetkell\u00e4 yleisin teollisuuden k\u00e4ytt\u00e4m\u00e4 metallin 3D-tulostusmenetelm\u00e4. Tarkempi kuvaus menetelm\u00e4n toiminnasta l\u00f6ytyy esimerkiksi Savonian \u201dLis\u00e4\u00e4v\u00e4n valmistuksen Perusteet\u201d \u2013julkaisusta, sivulta 31. (linkki: <a href=\"http:\/\/portal.savonia.fi\/amk\/fi\/tutkimus-ja-kehittaminen\/julkaisutoiminta\/julkaisut-aloittain\/tekniikka-ja-liikenne\/lisaavan\">http:\/\/portal.savonia.fi\/amk\/fi\/tutkimus-ja-kehittaminen\/julkaisutoiminta\/julkaisut-aloittain\/tekniikka-ja-liikenne\/lisaavan<\/a>)<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<figure id=\"attachment_206\" aria-describedby=\"caption-attachment-206\" style=\"width: 750px\" class=\"wp-caption alignnone\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"size-large wp-image-206\" src=\"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2018\/10\/2018-10-alumiini-kuva1-1024x768.jpg\" alt=\"\" width=\"750\" height=\"563\" srcset=\"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2018\/10\/2018-10-alumiini-kuva1-1024x768.jpg 1024w, https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2018\/10\/2018-10-alumiini-kuva1-300x225.jpg 300w, https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2018\/10\/2018-10-alumiini-kuva1-768x576.jpg 768w, https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2018\/10\/2018-10-alumiini-kuva1.jpg 1210w\" sizes=\"auto, (max-width: 750px) 100vw, 750px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-206\" class=\"wp-caption-text\">Kuva 1. Alumiinin 3D-tulostus k\u00e4ynniss\u00e4.<\/figcaption><\/figure>\n<p>Prosessissa kuvatut ty\u00f6vaiheet ja kuvat ovat per\u00e4isin Nivalan Elme Studion 3D-tulostusymp\u00e4rist\u00f6st\u00e4, jossa Oulun Yliopiston, Kerttu Saalasti -instituutin tulevaisuuden tuotantoteknologiat (FMT) \u2013ryhm\u00e4n (<a href=\"http:\/\/www.oulu.fi\/fmt\/\">http:\/\/www.oulu.fi\/fmt\/<\/a>) asiantuntijat opastivat Savonian 3D-tulostusymp\u00e4rist\u00f6n henkil\u00f6kuntaa alumiinin 3D-tulostuksessa. Elme Studiolla on k\u00e4yt\u00f6ss\u00e4 SLM 280 \u2013metallitulostin ja valmistelevat toimenpiteet tehd\u00e4\u00e4n Materialise Magics -ohjelmassa.<\/p>\n<p>Toisin kuin asiaan perehtym\u00e4tt\u00f6m\u00e4t usein olettavat, 3D-tulostus (varsinkaan metallin osalta), ei ole aivan niin suoraviivaista ett\u00e4 nappia painamalla tulisi valmis kappale ulos. Kyseess\u00e4 on monivaiheinen prosessi joka vaatii laitteistojen k\u00e4ytt\u00e4j\u00e4lt\u00e4 erityist\u00e4 osaamista kaikissa prosessin vaiheissa. Metallin jauhepetitekniikassa tulee lis\u00e4ksi ottaa huomioon ty\u00f6turvallisuusasiat sill\u00e4 metallitulostuksen raaka-aineena k\u00e4ytett\u00e4v\u00e4 jauhe on vaarallista niin hengitettyn\u00e4 kuin nieltyn\u00e4kin. Lis\u00e4ksi jotkin yleiset tulostusmateriaalit (esim. alumiini, titaani) reagoivat hapen kanssa ja niiden varomaton k\u00e4sittely voi aiheuttaa vaaratilanteita tulipalosta r\u00e4j\u00e4hdykseen saakka.<\/p>\n<p>Seuraavassa on esitetty yleisell\u00e4 tasolla alumiinin 3D-tulostusprosessin ty\u00f6vaiheet.<\/p>\n<figure id=\"attachment_207\" aria-describedby=\"caption-attachment-207\" style=\"width: 750px\" class=\"wp-caption alignnone\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"size-large wp-image-207\" src=\"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2018\/10\/2018-10-alumiini-kuva2-1024x602.png\" alt=\"\" width=\"750\" height=\"441\" srcset=\"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2018\/10\/2018-10-alumiini-kuva2-1024x602.png 1024w, https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2018\/10\/2018-10-alumiini-kuva2-300x176.png 300w, https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2018\/10\/2018-10-alumiini-kuva2-768x452.png 768w, https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2018\/10\/2018-10-alumiini-kuva2.png 1044w\" sizes=\"auto, (max-width: 750px) 100vw, 750px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-207\" class=\"wp-caption-text\">Kuva 2. Alumiinin 3D-tulostusprosessin ty\u00f6vaiheita.<\/figcaption><\/figure>\n<p><em>*Ty\u00f6vaiheiden lukum\u00e4\u00e4r\u00e4 ja j\u00e4rjestys voi vaihdella hieman valmistajakohtaisesti riippuen tulostuslaitteesta ja k\u00e4ytetyist\u00e4 ohjelmista. Jos 3D-tulostettu materiaali vaihtuu esimerkiksi alumiinist\u00e4 ter\u00e4kseen, on kyseess\u00e4 suurempi ty\u00f6m\u00e4\u00e4r\u00e4 sill\u00e4 eri materiaalit eiv\u00e4t saa joutua sekaisin miss\u00e4\u00e4n vaiheessa prosessia. T\u00e4m\u00e4 tarkoittaa sek\u00e4 koneen ett\u00e4 siihen liittyvien laitteiden (3D-tulostin, seulonta-asema, atex-luokiteltu imuri)&nbsp; perusteellista puhdistamista.<\/em><\/p>\n<p><strong>Valmistusprosessi alkaa<\/strong> muun 3D-tulostuksen tapaan 3D-mallinnuksesta, joka t\u00e4ss\u00e4 esimerkiss\u00e4 tehtiin Solidworksilla.<\/p>\n<p>Mallinnus on usein suurin ja kallein osa teht\u00e4v\u00e4\u00e4 ty\u00f6t\u00e4, sill\u00e4 3D-tulostuksesta saa parhaan hy\u00f6dyn vain silloin, kun kappale on suunniteltu 3D-tulostuksen hy\u00f6dyt (ja rajoitukset) silm\u00e4ll\u00e4 pit\u00e4en. Koska 3D-tulostusmenetelmi\u00e4 on useita ja kaikilla niill\u00e4 on omia erityispiirteit\u00e4, olisi mallintaessa hyv\u00e4 olla jo etuk\u00e4teen tiedossa se mill\u00e4 3D-tulostusmenetelm\u00e4ll\u00e4, mist\u00e4 materiaalista ja miss\u00e4 asennossa kappale valmistetaan. Kappale voidaan mallintaa sopivaan tulostusasentoon jo suunnitteluohjelmassa, mutta yleens\u00e4 tulostusasento m\u00e4\u00e4ritell\u00e4\u00e4n vasta siivutusohjelmassa.<\/p>\n<p>Kun 3D-malli on tulostukseen kelpaavassa muodossa, siirret\u00e4\u00e4n se (yleens\u00e4 STL-muodossa) siivutusohjelmaan. T\u00e4ss\u00e4 tapauksessa ohjelmana on Materialise Magics jossa m\u00e4\u00e4ritet\u00e4\u00e4n kappaleelle sopiva tulostusasento\/orientaatio ja suunnitellaan riitt\u00e4v\u00e4 m\u00e4\u00e4r\u00e4 tukirakenteita tulostusprosessia varten. Kappaleen tulostusasennolla on merkityst\u00e4 niin pinnanlaadun kuin ylip\u00e4\u00e4t\u00e4\u00e4n tulostuksen onnistumisen kannalta. Tulostusasennon m\u00e4\u00e4rityksell\u00e4 pyrit\u00e4\u00e4n v\u00e4ltt\u00e4m\u00e4\u00e4n suuria yht\u00e4jaksoisia pinta-aloja ja pinta-alojen vaihteluja l\u00e4mp\u00f6j\u00e4nnitysten ja \u00e4killisten l\u00e4mp\u00f6kuormien v\u00e4ltt\u00e4miseksi. Yleens\u00e4 my\u00f6s pyrit\u00e4\u00e4n v\u00e4ltt\u00e4m\u00e4\u00e4n tulostusasentoa jossa kappaleen suora reuna on samassa linjassa kaavaimen kanssa jauheen tasaisen levi\u00e4misen varmistamiseksi.<\/p>\n<p>Toisin kuin muovin 3D-tulostuksen jauhepetimenetelmiss\u00e4, jauhepedin metallijauhe ei toimi kantavana rakenteena ja sulatettavat rakenteet vaativat tukimateriaalin, jonka p\u00e4\u00e4ll\u00e4 liitt\u00e4minen tapahtuu. Yleisesti ottaen alumiinissa vaaditaan tukirakenne alle 45 asteen kulmissa. Tukirakenteella on my\u00f6s kappaleen tukemisen lis\u00e4ksi toinen teht\u00e4v\u00e4, sill\u00e4 sen avulla saadaan johdettua l\u00e4mp\u00f6\u00e4 pois valmistuvasta kappaleesta.<\/p>\n<p>Toisaalta tukirakenteiden poisto on yksi metallitulostuksen ty\u00f6l\u00e4impi\u00e4 vaiheita, joten vaikka ne ovatkin v\u00e4ltt\u00e4m\u00e4tt\u00f6mi\u00e4, tulisi niiden m\u00e4\u00e4r\u00e4 pit\u00e4\u00e4 minimiss\u00e4\u00e4n. Tukirakenteiden tarve m\u00e4\u00e4ritt\u00e4\u00e4 usein paitsi tulostusorientaation, my\u00f6s kappaleen geometrisia ominaisuuksia. Esimerkiksi reikien muodoissa suositaan usein pisaramaista geometriaa tukirakenteiden v\u00e4ltt\u00e4miseksi. Alumiinin osalta py\u00f6reiden reikien valmistaminen vaakasuunnassa onnistuu noin 10 mm asti, jonka j\u00e4lkeen yl\u00e4pinta alkaa roikkumaan ja menett\u00e4m\u00e4\u00e4n muotoaan.<\/p>\n<figure id=\"attachment_208\" aria-describedby=\"caption-attachment-208\" style=\"width: 587px\" class=\"wp-caption alignnone\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-208 size-full\" src=\"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2018\/10\/2018-10-alumiini-kuva3.jpg\" alt=\"\" width=\"587\" height=\"676\" srcset=\"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2018\/10\/2018-10-alumiini-kuva3.jpg 587w, https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2018\/10\/2018-10-alumiini-kuva3-261x300.jpg 261w\" sizes=\"auto, (max-width: 587px) 100vw, 587px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-208\" class=\"wp-caption-text\">Kuva 3. Oulun yliopiston Kerttu Saalasti -instituutin, FMT-tutkimusryhm\u00e4n valmistama esimerkkikappale reikien muodosta ilman tukirakennetta 10mm saakka. Yl\u00e4puolella pysty-, alapuolella vaakasuuntainen tulostus.<\/figcaption><\/figure>\n<p>Todenn\u00e4k\u00f6isesti yleisin syy jauhepetimenetelmiss\u00e4 tulostuksen ep\u00e4onnistumiseen ovat v\u00e4\u00e4rin suunnitellut tukirakenteet jotka repev\u00e4t l\u00e4mp\u00f6j\u00e4nnitysten voimasta irti kappaleesta tai alustasta, tai v\u00e4\u00e4nt\u00e4v\u00e4t kappaletta ei-toivottuun suuntaan. Tukirakenteiden merkitys korostuu erityisesti ter\u00e4ksell\u00e4 ja titaanilla, mutta se tulee huomioida kaikessa metallitulostuksessa. Allaolevassa kuvassa n\u00e4kyv\u00e4ss\u00e4 testitulostuksessa havaittiin tukimateriaalin liev\u00e4\u00e4 repeytymist\u00e4 alumiinikappaleen osalta hilarakenteen pohjalevyn osalta.<\/p>\n<figure id=\"attachment_209\" aria-describedby=\"caption-attachment-209\" style=\"width: 596px\" class=\"wp-caption alignnone\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"size-full wp-image-209\" src=\"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2018\/10\/2018-10-alumiini-kuva4.jpg\" alt=\"\" width=\"596\" height=\"350\" srcset=\"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2018\/10\/2018-10-alumiini-kuva4.jpg 596w, https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2018\/10\/2018-10-alumiini-kuva4-300x176.jpg 300w\" sizes=\"auto, (max-width: 596px) 100vw, 596px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-209\" class=\"wp-caption-text\">Kuva 4. Savonian testitulosteet tukirakenteineen tulostusalustalle aseteltuna.<\/figcaption><\/figure>\n<p>Kappaleen tulostusasennon ja tukirakenteiden m\u00e4\u00e4rityksen j\u00e4lkeen asetetaan Magicsin puolella tulostuksen yleisi\u00e4 parametreja kuten kerroskorkeus sek\u00e4 k\u00e4ytett\u00e4v\u00e4t tehot ja nopeudet eri tulostuspiirteille. Kappaleiden geometria, lukum\u00e4\u00e4r\u00e4 ja sijoittelu vaikuttavat lopputulokseen joten parametrej\u00e4 muokkaamalla on mahdollista parantaa (tai huonontaa) tulostuksen laatua ja nopeutta. Parametrien asettamisen j\u00e4lkeen tehd\u00e4\u00e4n siivutus m\u00e4\u00e4ritetyn kerroskorkeuden mukaisesti. Savonian testiajossa kerroskorkeus oli 30 mikrometri\u00e4.<\/p>\n<figure id=\"attachment_199\" aria-describedby=\"caption-attachment-199\" style=\"width: 750px\" class=\"wp-caption alignnone\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"size-large wp-image-199\" src=\"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2018\/10\/2018-10-alumiini-kuva5-1024x513.jpg\" alt=\"\" width=\"750\" height=\"376\" srcset=\"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2018\/10\/2018-10-alumiini-kuva5-1024x513.jpg 1024w, https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2018\/10\/2018-10-alumiini-kuva5-300x150.jpg 300w, https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2018\/10\/2018-10-alumiini-kuva5-768x385.jpg 768w, https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2018\/10\/2018-10-alumiini-kuva5.jpg 1256w\" sizes=\"auto, (max-width: 750px) 100vw, 750px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-199\" class=\"wp-caption-text\">Kuva 5. Magicsin puolella m\u00e4\u00e4ritett\u00e4vi\u00e4 parametrej\u00e4.<\/figcaption><\/figure>\n<p>Siivutettu tiedosto kopioidaan tulostinkoneelle, jossa voidaan m\u00e4\u00e4ritt\u00e4\u00e4 viel\u00e4 koneparametrit kuten alustan l\u00e4mp\u00f6tila, kaavausnopeus, jne. Alumiinille sopiva alustan l\u00e4mp\u00f6til\u00e4 SLM:n laitteella on 150 C.<\/p>\n<p>Siivutuksen j\u00e4lkeen (tai sit\u00e4 ennen) koneeseen on kiinnitett\u00e4v\u00e4 tulostusalusta, jolle kappaleet tulostetaan. Toisin kuin muovilaitteissa, kappaleet tulostetaan kiinte\u00e4sti kiinni alustaan l\u00e4mm\u00f6nhallinnan parantamiseksi. Tulosteiden ja alustan v\u00e4liin luodaan yleens\u00e4 tukirakennetta irrottamisen helpottamiseksi. Testitulosteessa alustan v\u00e4liin luotiin 4mm korkea tukirakenne.&nbsp; Ennen tulostusta teht\u00e4viin vaiheisiin kuuluu my\u00f6s tulostusmateriaalin lis\u00e4ys mik\u00e4li koneessa ei ennest\u00e4\u00e4n ole riitt\u00e4v\u00e4sti materiaalia sek\u00e4 kaavaimen kalibroinnin tarkastaminen. T\u00e4m\u00e4n j\u00e4lkeen voidaan k\u00e4ynnist\u00e4\u00e4 tulostusalustan l\u00e4mmitys. Kyseess\u00e4 on paksu ter\u00e4slevy joten sen l\u00e4mmitt\u00e4minen 150 asteeseen kest\u00e4\u00e4 aikansa.<\/p>\n<p>Kun alusta on l\u00e4mmitetty, levitet\u00e4\u00e4n ensimm\u00e4inen kerros jauhetta k\u00e4siajolla. T\u00e4ll\u00e4 pyrit\u00e4\u00e4n eliminoimaan mahdolliset alustassa esiintyv\u00e4t ep\u00e4tasaisuudet. Kun ensimm\u00e4inen kerros on levitetty valmiiksi, t\u00e4ytet\u00e4\u00e4n kammio suojakasulla ja varsinainen tulostus voi alkaa. K\u00e4ytetty suojakaasu oli t\u00e4ss\u00e4 tapauksessa 99,999 % puhdasta Argonia, mutta alumiinin 3D-tulostuksessa suojakaasuksi kelpaisi my\u00f6s typpi. Mik\u00e4li tulostusajo on pitk\u00e4, voi olla tarpeellista lis\u00e4t\u00e4 materiaalia koneeseen ja\/tai vaihtaa ylij\u00e4\u00e4m\u00e4s\u00e4ili\u00f6 kesken ajon. Kaavaimella pyrit\u00e4\u00e4n levitt\u00e4m\u00e4\u00e4n aina varmasti riitt\u00e4v\u00e4 m\u00e4\u00e4r\u00e4 materiaalia, joten sit\u00e4 j\u00e4\u00e4 hieman yli jokaisella levityskerralla.<\/p>\n<p>Tulostusajon aikana prosessia voidaan seurata tulostinkoneelta tai et\u00e4yhteyden kautta. Tulostuksen aikana j\u00e4rjestelm\u00e4 ottaa kuvan jokaisesta kerroksesta (LCS, Layer Control System) ja tallentaa sen.<\/p>\n<figure id=\"attachment_200\" aria-describedby=\"caption-attachment-200\" style=\"width: 750px\" class=\"wp-caption alignnone\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"size-large wp-image-200\" src=\"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2018\/10\/2018-10-alumiini-kuva6-1024x533.jpg\" alt=\"\" width=\"750\" height=\"390\" srcset=\"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2018\/10\/2018-10-alumiini-kuva6-1024x533.jpg 1024w, https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2018\/10\/2018-10-alumiini-kuva6-300x156.jpg 300w, https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2018\/10\/2018-10-alumiini-kuva6-768x399.jpg 768w, https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2018\/10\/2018-10-alumiini-kuva6.jpg 1811w\" sizes=\"auto, (max-width: 750px) 100vw, 750px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-200\" class=\"wp-caption-text\">Kuva 6. Kuvakaappaus SLM:n koneen hallintan\u00e4yt\u00f6st\u00e4. Kuva on otettu tulostuksen j\u00e4lkeen, mutta n\u00e4kym\u00e4\u00e4 voi seurata luonnollisesti my\u00f6s tulostuksen aikana.<\/figcaption><\/figure>\n<p>Elme Studiolla on hankittuna SLM280 3D-tulostimeen Melt Pool Monitoring (MPM) lis\u00e4osa joka mahdollistaa tulostusprosessin tarkan seurannan kerroksittain. Ker\u00e4tt\u00e4v\u00e4\u00e4 monitorointitietoa voidaan tarkastella ajon aikana tai sen j\u00e4lkeen. Koska tietoa tallennetaan kerroksittain (testiajossa oli 3212 kerrosta), tarkoittaa se helposti suurta datam\u00e4\u00e4r\u00e4\u00e4. Tehdyss\u00e4 testiajossa noin 100 mm korkea tulostusajo 30 mikrometrin kerroskorkeudella kesti 24 tuntia 25 minuuttia ja siit\u00e4 tallentui 80 GB verran mpm-mittadataa.<\/p>\n<figure id=\"attachment_201\" aria-describedby=\"caption-attachment-201\" style=\"width: 923px\" class=\"wp-caption alignnone\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-201 size-full\" src=\"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2018\/10\/2018-10-alumiini-kuva7.jpg\" alt=\"\" width=\"923\" height=\"690\" srcset=\"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2018\/10\/2018-10-alumiini-kuva7.jpg 923w, https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2018\/10\/2018-10-alumiini-kuva7-300x224.jpg 300w, https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2018\/10\/2018-10-alumiini-kuva7-768x574.jpg 768w\" sizes=\"auto, (max-width: 923px) 100vw, 923px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-201\" class=\"wp-caption-text\">Kuva 7. SLM Melt Pool Monitoring (MPM).<\/figcaption><\/figure>\n<p><strong>Kun ajo valmistuu<\/strong>, tyhjennet\u00e4\u00e4n kammio suojakaasusta ja j\u00e4lkitoimenpiteet eli ty\u00f6l\u00e4in osa valmistusprosessia voi alkaa.<\/p>\n<p>J\u00e4lkitoimenpiteet alkavat sill\u00e4, ett\u00e4 tulostuskammiosta tyhjennet\u00e4\u00e4n irtojauhe pois niilt\u00e4 osin kuin se on mahdollista. T\u00e4m\u00e4 tapahtuu k\u00e4sity\u00f6n\u00e4 siten, ett\u00e4 tulostusalustaa ajetaan yl\u00f6sp\u00e4in ja samalla pensselin avulla pyyhit\u00e4\u00e4n ylim\u00e4\u00e4r\u00e4iset jauheet poistoaukon kautta poistos\u00e4ili\u00f6\u00f6n. Tuotantosarjan koneissa jauheenpoisto on usein ainakin osittain automatisoitu. Tulevaisuuden koneversioissa automaatio lis\u00e4\u00e4ntyy muiltakin osin, mutta jauheenpoisto onnistuu tuskin koskaan t\u00e4ysautomaattisesti, sill\u00e4 tietyt kappaleen geometriat (ja tukirakenteet) voivat est\u00e4\u00e4 jauheen poistamisen ennen kappaleen irroitusta alustasta.<\/p>\n<figure id=\"attachment_202\" aria-describedby=\"caption-attachment-202\" style=\"width: 750px\" class=\"wp-caption alignnone\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"size-large wp-image-202\" src=\"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2018\/10\/2018-10-alumiini-kuva8-1024x457.jpg\" alt=\"\" width=\"750\" height=\"335\" srcset=\"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2018\/10\/2018-10-alumiini-kuva8-1024x457.jpg 1024w, https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2018\/10\/2018-10-alumiini-kuva8-300x134.jpg 300w, https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2018\/10\/2018-10-alumiini-kuva8-768x343.jpg 768w, https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2018\/10\/2018-10-alumiini-kuva8.jpg 1269w\" sizes=\"auto, (max-width: 750px) 100vw, 750px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-202\" class=\"wp-caption-text\">Kuva 8. Irtojauheen poisto tapahtuu k\u00e4sity\u00f6n\u00e4 tulostusajon j\u00e4lkeen.<\/figcaption><\/figure>\n<p>Kun suurin osa irtojauheesta on saatu siirretty\u00e4 poistos\u00e4ili\u00f6\u00f6n, voidaan tulostusalusta irroittaa koneesta. Alumiinikappaleiden tulostuksessa keskikokoisilla koneilla (n. 250*250*300 mm tulostusalue) tulostusalustan paino ei nouse ongelmaksi mutta ter\u00e4sosien valmistuksessa alustan poistamiseen voidaan tarvita jo apuv\u00e4lineit\u00e4.<\/p>\n<figure id=\"attachment_204\" aria-describedby=\"caption-attachment-204\" style=\"width: 750px\" class=\"wp-caption alignnone\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-204 size-large\" src=\"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2018\/10\/2018-10-alumiini-kuva10-1024x416.jpg\" alt=\"\" width=\"750\" height=\"305\" srcset=\"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2018\/10\/2018-10-alumiini-kuva10-1024x416.jpg 1024w, https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2018\/10\/2018-10-alumiini-kuva10-300x122.jpg 300w, https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2018\/10\/2018-10-alumiini-kuva10-768x312.jpg 768w, https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2018\/10\/2018-10-alumiini-kuva10.jpg 1131w\" sizes=\"auto, (max-width: 750px) 100vw, 750px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-204\" class=\"wp-caption-text\">Kuva 9. Valmiit kappaleet on poistettu koneesta. Oikealla n\u00e4kyy tukirakenteen liev\u00e4 murtuminen l\u00e4mp\u00f6j\u00e4nnityksist\u00e4 johtuen.<\/figcaption><\/figure>\n<p>Kun kappale on irroitettu, vied\u00e4\u00e4n se irtojauhep\u00f6nt\u00f6n kanssa kierr\u00e4tysasemalle sill\u00e4 kappaleista irtoaa viel\u00e4 runsaasti jauhetta kun alustaa voidaan vapaasti liikutella ja k\u00e4\u00e4nnell\u00e4 eri asentoihin. Ylim\u00e4\u00e4r\u00e4inen jauhe voidaan k\u00e4ytt\u00e4\u00e4 uudelleen kunhan se k\u00e4ytet\u00e4\u00e4n seulan l\u00e4pi jossa poistetaan mahdolliset ep\u00e4puhtaudet ja liian suureksi kasvaneet partikkelit jauheen joukosta. T\u00e4ss\u00e4 vaiheessa voidaan my\u00f6s irroittaa koneesta kaavain ja puhdistaa sek\u00e4 kammio ett\u00e4 kaavain kunnolla. Puhdistustoimenpiteisiin kuuluu my\u00f6s olennaisesti laserin linssin suojalasin puhdistus ja kaavaimen pyyhkimen tarkastus (tarvittaessa vaihto).<\/p>\n<figure id=\"attachment_203\" aria-describedby=\"caption-attachment-203\" style=\"width: 632px\" class=\"wp-caption alignnone\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"size-full wp-image-203\" src=\"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2018\/10\/2018-10-alumiini-kuva9.jpg\" alt=\"\" width=\"632\" height=\"378\" srcset=\"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2018\/10\/2018-10-alumiini-kuva9.jpg 632w, https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2018\/10\/2018-10-alumiini-kuva9-300x179.jpg 300w\" sizes=\"auto, (max-width: 632px) 100vw, 632px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-203\" class=\"wp-caption-text\">Kuva 10. Metallijauheita k\u00e4sitelless\u00e4 tulee aina huolehtia asianmukaisesta suojavarustuksesta. Vasemmalla seulonta-asema, oikealla puhdistetaan jauhep\u00f6nt\u00f6n yl\u00e4osaa\/tiivistett\u00e4.<\/figcaption><\/figure>\n<p>Mik\u00e4li valmistettaville kappaleille t\u00e4ytyy tehd\u00e4 l\u00e4mp\u00f6k\u00e4sittely, on se usein j\u00e4rkev\u00e4\u00e4 tehd\u00e4 t\u00e4ss\u00e4 vaiheessa, kun kappaleet ovat viel\u00e4 kiinni alustassa. Alumiinin (AlSi10Mg) ominaisuuksiin l\u00e4mp\u00f6k\u00e4sittelyn on todettu vaikuttavan seuraavasti (L\u00e4hde: University of Oulu\/FMT, Tero Jokelainen, \u201dC3TS report 3 \u2013 Heat treatments for AlSi10Mg and 316L\u201d, 12.1.2018):<\/p>\n<ul>\n<li>My\u00f6t\u00f6raja 250 Mpa -&gt; 150 Mpa<\/li>\n<li>Murtolujuus 400 Mpa -&gt; 300 Mpa<\/li>\n<li>Murtovenym\u00e4 1.6 mm -&gt; 3.5 mm<\/li>\n<\/ul>\n<p>Kappaleiden irroitus alustasta hoituu usein vannesahalla, lankasahalla tai puukkosahalla. Kappaleiden irroituksen j\u00e4lkeen tulostusalusta puhdistetaan tulostuksen j\u00e4ljist\u00e4 &#8211; usein tulostusalusta koneistetaan suoraksi mutta aina koneistusta ei tarvita.<\/p>\n<p>Tukien irroittaminen kappaleista voi olla hyvinkin ty\u00f6l\u00e4st\u00e4 ja haastavaa joten usein 3D-tulostuksessa mainittu \u201dcomplexity is free\u201d (vapaasti suomennettuna jotakuinkin \u201dhankalat muodot ilman lis\u00e4kustannuksia\u201d) ei pid\u00e4 t\u00e4ysin paikkaansa metallitulostuksen osalta. Kun suunnittelussa pidet\u00e4\u00e4n 3D-tulostuksen rajoitukset mieless\u00e4, helpottaa se my\u00f6s j\u00e4lkik\u00e4sittelyvaiheita kuten tukien poistamista. On hyv\u00e4 huomioida ett\u00e4 joidenkin tukirakenteiden luominen osaksi lopullista kappaletta on valmistuskustannusten kannalta edullista, jos ne eiv\u00e4t haittaa lopputuotteen toiminnallisuutta.<\/p>\n<p>Kun tukirakenteet on poistettu, kappale voidaan j\u00e4lkik\u00e4sitell\u00e4. Yleisimpi\u00e4 j\u00e4lkik\u00e4sittelytoimenpiteit\u00e4 3D-tulostetuille metallikappaleille ovat lasikuulapuhallus ja mittatarkkojen pintojen koneistukset.<\/p>\n<figure id=\"attachment_205\" aria-describedby=\"caption-attachment-205\" style=\"width: 922px\" class=\"wp-caption alignnone\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"size-full wp-image-205\" src=\"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2018\/10\/2018-10-alumiini-kuva11.jpg\" alt=\"\" width=\"922\" height=\"581\" srcset=\"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2018\/10\/2018-10-alumiini-kuva11.jpg 922w, https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2018\/10\/2018-10-alumiini-kuva11-300x189.jpg 300w, https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2018\/10\/2018-10-alumiini-kuva11-768x484.jpg 768w\" sizes=\"auto, (max-width: 922px) 100vw, 922px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-205\" class=\"wp-caption-text\">Kuva 11. Valmiita testikappaleita lasikuulapuhallettuina.<\/figcaption><\/figure>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p>Antti Alonen<br>\nTKI-asiantuntija<br>\nSavonia-ammattikorkeakoulu<\/p>\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-large is-style-default\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"1024\" height=\"194\" src=\"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2021\/03\/lippulogot-1024x194_2020.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-860\" srcset=\"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2021\/03\/lippulogot-1024x194_2020.png 1024w, https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2021\/03\/lippulogot-1024x194_2020-300x57.png 300w, https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2021\/03\/lippulogot-1024x194_2020-768x146.png 768w\" sizes=\"auto, (max-width: 1024px) 100vw, 1024px\" \/><\/figure>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Alumiini on t\u00e4ll\u00e4 hetkell\u00e4 yksi yleisimmist\u00e4 3D-tulostettavista metallimateriaaleista. Sen k\u00e4ytt\u00f6 on lis\u00e4\u00e4ntynyt erityisesti piensarjatuotannossa alumiinivalujen korvaajana. Taustalla on materiaaliominaisuuksien lis\u00e4ksi luonnollisesti my\u00f6s kustannustekij\u00e4t. Alumiinijauhe on metallijauheista edullisin ja sen valmistusnopeudet ovat suurempia kuin esimerkiksi vaikka ter\u00e4ksell\u00e4. Yleisin jauhepetitulostuksessa k\u00e4ytetty alumiiniseos on AlSi10Mg. T\u00e4ss\u00e4 kirjoituksessa kuvataan alumiinin 3D-tulostukseen liittyvi\u00e4 asioita yleisell\u00e4 [&hellip;]<\/p>\n","protected":false},"author":4267,"featured_media":205,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[20,1],"tags":[],"class_list":["post-198","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-liva","category-uncategorized"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/198","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-json\/wp\/v2\/users\/4267"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=198"}],"version-history":[{"count":9,"href":"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/198\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":991,"href":"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/198\/revisions\/991"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-json\/wp\/v2\/media\/205"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=198"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=198"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=198"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}