Savonialle johtava 3D-metallitulostusympäristö
Tulostustilavuutta 280x280x365 mm. Savonian SLM280 2.0 TWIN700W on varustettu kahdella 700W laserilla. Lisävarusteita ovat mm. lasersulan- ja tehonseurantajärjestelmät, 500 C° lämmitettävä tulostusalusta sekä nollapistekiinnitysjärjestelmä jälkikoneistuksen sujuvaan integrointiin.
Savonia-ammattikorkeakoulu kehittää 3D-tulostuksen koulutus- ja palveluympäristöään. Mittavassa investointi- ja kehittämishankkeessa päivitetään oppilaitoksen 3D-tulostuksen toimintaympäristöön Kuopioon nykyaikainen laitekanta ja uusia toiminnallisuuksia. Hankkeen myötä Savonian Savilahden kampukselta löytyy jatkossa yksi Suomen monipuolisimmista alan ympäristöistä. Keskeinen osa investointikokonaisuutta oli SLM:n tekniikkaa edustavan metallin jauhepetilasersulatustulostimen hankinta.
Savonia-ammattikorkeakoulu on yksi Suomen suurimmista ja monipuolisimmista ammattikorkeakouluista. Koulutusaloja on kuusi, opiskelijoita noin 6000 ja koulutusyksiköt Kuopiossa, Iisalmessa ja Varkaudessa.
Savonia palvelee aktiivisesti myös ympäröivää työelämää tutkimus- ja kehitystoiminnan kautta. Vuosittain on käynnissä keskimäärin 130 erilaista TKI-eli tutkimus, kehitys & innovaatio -hanketta noin 6 miljoonan euron volyymilla.
SLM Solutions 280 2.0 TWIN 700W esittelyvideo. Markkinoiden edistyneimmän kaasuvirtauksen ansiosta saavutetaan tulostettavien kappaleiden äärimmäisen homogeenista laatua koko kasvatustilavuudessa.
Huippumoderni 3D-tulostusympäristö
Kuopion toimintonsa Savonia keskittää tämän vuoden mittaan Savilahden kampukselle. Samaan aikaan meneillään on 3D-tulostuksen investointi- ja kehittämishankepari, missä päivitetään Savonian 3D-tulostuksen nykyaikaiseksi toimintaympäristöksi.
Käytössä Kuopiossa on eri 3D-tulostustekniikoihin perustuvia, eri kokoluokan laitteita niin muovin kuin metallinkin osalta.
Muovin tulostuslaitteet perustuvat jauhepetitulostukseen, MJF:ään, nesteen ruiskutukseen ja nesteen fotopolymerisointiin, metallin vastaavasti pursotukseen+sintraukseen ja jauhepetilasersulatukseen. Lisäksi varustukseen kuuluvat on käsivarsirobotteihin kiinnitettävät tulostuslaitteet (muovi, metalli, betoni).
”Laitteiden valinnoissa on huomioitu sekä opetustoiminnan että alueen yritysten ja T&K-toiminnan tarpeet. 3D-tulostuksen peruskursseilla lähdetään liikkeelle perusteista ja opetellaan askel askeleelta eri laitteiden käyttöä. Myöhemmin kurssitarjontaan tulevat mukaan jatkokurssit, joissa perehdytään mm. metallin 3D-tulostukseen”, kertoo TKI-asiantuntija Antti Alonen.
Monipuoliseen työskentelyyn. Kone sijoittuu sekä opetus- että yrityspalvelukäyttöön.
Uusi SLM280 2.0 TWIN 700W on Savonian 3D-tulostusympäriston uusin tulokas ja keskeinen investointi.
Laaja investointikokonaisuus
Parin vuoden ajan Savoniassa on ollut meneillään mittava 3D-tulostuksen investointi- ja kehittämishanke. Pääosin EAKR-rahoitteisen investointihankkeen budjetti on n. 2.6 miljoonaa euroa ja rahoittajana toimii Pohjois-Savon Liitto. Hankkeessa ovat mukana myös Kuopion Yliopistollinen Sairaala, Savon koulutuskuntayhtymä, Itä-Suomen Yliopisto sekä Ylä-Savon ammattiopisto. Lisäksi hankkeeseen osallistuu lukuisia Pohjois-Savon alueen yrityksiä, joiden kanssa tutkitaan laitteiden käyttöä konkreettisten esimerkkikappaleiden myötä.
Hankkeen taustalla on Antti Alosen mukaan usean vuoden kehittäminen ja selvitystyö 3D-tulostuksen potentiaalista ja vaikutuksista tulevaisuuden työelämään.
Vuonna 2015-2016 Savonialla toteutettiin suunnitteluhanke, jossa 3D-tulostuksen tilannekartoituksen lisäksi selvitettiin Pohjois-Savon alueen yritysten tilannetta ja ymmärrystä 3D-tulostuksen potentiaalisista vaikutuksista yritystoimintaan. Silloin tulokset olivat vielä laihoja: 73% vastanneista yrityksistä ei nähnyt 3D-tulostuksen olevan kiinnostavaa eikä sillä katsottu olevan vaikutusta niiden yritystoimintaan. Suurimmalla osalla ei myöskään ollut kokemusta asiasta.
”Kun kaksi vuotta myöhemmin (2018) kysely toteutettiin uudelleen, tilanne oli jo muuttunut parempaan suuntaan. Yli puolet (55%) vastanneista näki 3D-tulostuksen potentiaalisena valmistusmenetelmänä. Se rohkaisi hankkeessa eteenpäin”, sanoo Alonen.
Moderni kone teolliseen tuotantoon
Suurimpana hankintana investointihankkeessa oli mukana metallin jauhepetilasersulatustekniikkaan perustuva 3D-tulostin oheislaitteineen.
“Aiemmissa selvityshankkeissa on käynyt ilmi, että Suomi on Eurooppaa jäljessä metallin 3D-tulostuksen käyttöönotossa. Yhtenä syynä on se, että suomalaisissa oppilaitoksissa laitteita on kovin vähän. Tilanne on 2019-2020 onneksi selvästi parantunut, mutta esimerkiksi Pohjois-Savosta tai edes Itä-Suomen alueelta ei löytynyt yhtään metallitulostinta.”
”Koska tekniikka on yrityksille uusi ja tuntematon, tuli yrityskentältä signaalia siitä että laitteiston hankkiminen oppilaitoksella olisi hyödyllistä myös koko alueen kehityksen kannalta”, taustoittaa Alonen.
Kuopioon haluttiin moderni, teolliseen tuotantokäyttöön soveltuvaa laitetta vastaava kokonaisuus, ja samalla myös mahdollisimman hyvin tutkimus- ja kehitystoimintaan soveltuva ratkaisu.
”Kun tärkeänä pidetyt ominaisuudet oli listattu, kävimme läpi potentiaalisia laitteita ja lisäksi Savonialla järjestettiin myös julkinen seminaari-/keskustelutilaisuus, jossa laitevalmistajat pääsivät esittelemään tarjontaansa ja kertomaan heidän mielestään tarpeellisista ominaisuuksista. Kaiken tämän perusteella todettiin, että soveltuvia laitteistoja/laitevalmistajia olisi vain kourallinen, joista niistäkin muutama keskittyy enemmän tuotantolaitteisiin”, Alonius kertoo.
”Painotimme mm. laserien lukumäärää, lasersulan- ja tehonseurantajärjestelmää, tulostusalueen kokoa ja eri materiaalien lukumäärää. Tarjoajilta vaadittiin myös riittäviä referenssejä niin teolliseen kuin lääketieteelliseen käyttöön kohdistuneista toimituksista. Lisäksi pisteitä sai mm. nollapistekiinnityksestä.”
Toimittajaksi valikoitu tätä kautta Vossi Groupin edustama SLM Solutions.
”SLM Solutionsin tarjoamassa SLM280 2.0 TWIN 700W kokonaisuudessa kone on varustettu kahdella 700W laserilla sekä kattavilla lisävarusteilla, joita ovat mm. lasersulan- ja tehonseurantajärjestelmät, 500 C° lämmitettävä tulostusalusta ja nollapistekiinnitys. Yhtenä suurimmista toimijoista jauhepetikoneiden saralla SLM Solutions pystyy myös tarjoamaan ohjeistusta, apua ja esimerkkejä niin teollisuuden että lääketieteen käyttökohteista”, kertoo Alonen.
”Tutkimuksellisesta näkökulmasta kiinnostavana tutkimuskohteena näemme sekä suurempien kerroskorkeuksien (90 µm) käyttämisen ja sen vaikutuksen osien materiaaliominaisuuksiin, että osien nestauksen/pakkauksen (stäkkäyksen) vaikutuksen materiaaliominaisuuksiin ja siten kappalekohtaisiin kustannuksiin, sillä kummallakin niistä on selvä vaikutus tuotantonopeuksiin . Järjestelmän mukana tullut MPM (Melt Pool Monitoring, lasersulanseurantajärjestelmä) ja LPM (Laser Power Monitoring) mahdollistavat tulostusprosessin tarkan seurannan. Yhteistyö Itä-Suomen Yliopiston kanssa mahdollistaa valmistettujen kappaleiden tarkan kuvauksen uudella microCT –laitteistolla.”
Myös oheiskäsittelyn laitteita, kuten kuvan Klaeger birton-300 3DCut vannesaha, kuului kokonaispakettiin.
Savonian 3D-metallitulostimessa kaksi 700 W kuitulaseria sulattavat materiaalia kerros kerrokselta.
Kehittyvä ympäristö
Savonian 3D-tulostusympäristön tavoitteena Alosen mukaan on koulutukselliselta puolelta se, että kaikilla Savonian opiskelijoilla on mahdollisuus tutustua ja oppia 3D-tulostukseen liittyviä asioita osana opiskelujaan.
”Vaikka alan kehitys etenee kovaa vauhtia, oletamme että nyt hankittava laitteisto pysyy suurimmalta osalta toimintakuntoisena ja tekniikaltaan hyvä seuraavat viisi vuotta. Paitsi laitteiden, myös niiden materiaalien kehitys alalla menee kovaa vauhtia eteenpäin joten nyt hankittavilla laitteilla tullaan tulostamaan uusia materiaaleja ja materiaaliseoksia, joita ei vielä ole olemassa”, sanoo Alonen.
Laajemmin 3D-tulostuksen käyttöönotto on Alosen mielestä maailmalla vasta alkamassa.
”Tällä hetkellä sitä hyödynnetään teollisuudessa vielä sangen rajatusti johtuen paitsi teknisistä rajoituksista myös siitä, että suunnittelijoiden mieli ei ole vielä “päivittynyt” 3D-tulostusta parhaiten hyödyntävälle tasolle. Lisäksi esimerkiksi metallitulostuksen yleistymistä on hidastanut sertifiointimenettelyjen luominen. Nyt silläkin puolella on menty eteenpäin, joten metallitulostuksen kasvu on vasta alkamassa”.
Suomessa yritysten laajempi innostuminen vaatii kuitenkin vielä useamman kourallisen onnistuneita esimerkkejä “perusteollisuudesta”.
”Saksan autoteollisuus sekä esimerkit siitä miten Deutsche Bahnin on aloittanut 3D-tulostuksen hyödyntämisen varaosavalmistuksessa ovat erinomainen signaali siitä, että myös raskaampi perusteollisuus on astumassa 3D-tulostuksen hyödyntäjiksi”, toteaa Antti Alonen.
Lisätiedot:
Antti Alonen
TKI-asiantuntija
Puh. 044 785 5767
https://3dtulostus.savonia.fi/fi/
Julkaistu: Konekuriiri 6/2020
