Ainetta lisäävä valmistus, AM (Additive Manufacturing, kansanomaisesti 3D-tulostus), on tällä hetkellä voimakkaasti kasvava ja runsaasti keskustelua herättävä aihe. Yleisesti pidetään selvänä, että valmistustekniikka tulee vaikuttamaan ainakin valmistavan teollisuuden ja terveydenhuollon toimintaan merkittävässä määrin. Suomessa ollaan teollisuuden ja varsinkin metallin tulostamiseen liittyvän kehitystyön osalta muuta maailmaa selvästi jäljessä. Tähän vaikuttaa olennaisesti monialaisen osaamisen puute sekä metallin tulostukseen kykenevien laitteistojen toistaiseksi kalliit alkuinvestoinnit.

ALVO-hankkeessa tavoitteena on suunnitella AM-valmistuksen tki- ja oppimisympäristö, johon keskitetään Savonian eri yksiköiden osaaminen ja laitteisto. Hankkeen aikana tehdään AM:n käytöstä ja tarpeista kartoitus, jonka pohjalta luodaan palvelumalli ja konsepti tarpeiden täyttämiseksi. Hankkeen aikana hankitaan myös alustavat ohjelmistot, laitteet ja osaaminen joilla toiminnassa päästään alkuun.

Yksi keskeinen osa hanketta on AM-valmistukseen liittyvien suunnitteluohjelmistojen testaus ja hankinta. Ainetta lisäävä valmistus poistaa suuren osan perinteisten valmistusmenetelmien kappaleille asettamista rajoitteista. Sen vuoksi on mahdollista optimoida kappaleiden muoto esimerkiksi lujuuden tai muodonmuutosten suhteen. Tarkoitukseen on olemassa erilaisia suunnitteluohjelmistoja, joita hankkeessa on alettu testata. Testauksissa on käytetty yksinkertaisia kappaleita ja kokoonpanoja. Kappaleen muotoa optimoimalla voidaan saavuttaa esimerkiksi merkittäviä painon säästöjä. Myös kappaleiden toimivuuteen ja huollettavuuteen voidaan vaikuttaa usein sen muotoa optimoimalla.

Oheisessa kuvassa on esitetty fiktiivisen kappaleen evoluutio optimoinnin edetessä. Alkuperäinen kappale on teknologiateollisuudessa tyypillinen hitsaamalla valmistettava nostokorvake. Kohdat, joissa kappale kiinnittyy toisiin osiin, on luonnollisesti pidettävä alkuperäisissä kohdissaan, mutta muuten muoto voidaan optimoida AM-tulostusta varten. Tässä tapauksessa kappaleen jäykkyys on pysynyt ennallaan, mutta paino on kahden optimointikierroksen jälkeen vain 49% alkuperäisestä.

Ohjelmistojen testauksessa on kiinnitetty huomiota niiden tehokkuuden lisäksi myös käytettävyyteen. Ohjelmistojen monipuolisuus johtaa usein samalla siihen, että niiden oppiminen ja käyttö on hankalaa ja aikaa vievää. Oppimisympäristössä olisi suosittava mahdollisimman helppokäyttöisiä ohjelmistoja, jotta opiskelijoiden aika ei tuhlaannu niiden opetteluun ja päästäisiin mahdollisimman nopeasti käsiksi todellisiin tehtäviin.

esa_hietikko_blogikuva_am

Seuraavaksi hankkeessa tullaan valitsemaan ohjelmisto, joka sovitetaan oppimisympäristön pedagogiseen ajattelumalliin ja jonka käytöstä laaditaan eri käyttökohteisiin soveltuvat nettiopetusmateriaalit.

Esa Hietikko
yliopetteja
esa.hietikko@savonia.fi

Ainetta lisäävä valmistus teollisuuden ja terveydenhuollon toiminnan kehittäjänä

Leave a Reply

Your email address will not be published.