Lisäainevalmistus

Materiaalit - Prosessit - Viimeistely
Sisällysluettelo

Mitä on additiivinen valmistus?

Tapa valmistaa ja suunnitella tuotteita on muuttunut radikaalisti lisäainevalmistuksen myötä. Tällä menetelmällä kuluttajat voivat vaikuttaa tuotekehitykseen, suunnitteluun, toimitukseen ja logistiikkaan. 

Additiivinen valmistus on valmistusmenetelmä, jossa 3D-tulostimella rakennetaan CAD-malliin perustuva kolmiulotteinen komponentti. Ainoa asia, jota additiivinen valmistuksessa vaaditaan, on 3D-tulostin ja materiaali, jolla esine luodaan. Additiivinen valmistus on ihanteellinen valmistusmenetelmä monimutkaisen geometrian omaavien esineiden luomiseen erilaisista materiaaleista, mukaan lukien metallit, muovit ja keramiikka. Valmistusmenetelmiä on useita, jokaisella on omat vahvuutensa ja heikkoutensa. Täältä voit lukea joistakin yleisimmistä menetelmistä sekä niiden soveltamisesta teollisuudessa ja tutkimuksessa.

Lisäainevalmistuksen edut

Lisäainevalmistuksen etuja on monia. Tämäntyyppinen valmistus on erittäin tehokasta ja käyttää vähemmän materiaalia kuin perinteinen valmistus, mikä tarkoittaa vähemmän materiaalien roiskumista ja hukkaa. Lisäksi additiivinen valmistus on erittäin joustava tekniikka, joka mahdollistaa tuotteiden tai valmistusprosessien nopean muuttamisen.

Jotkut tämän valmistusprosessin eduista ovat:

  • Laaja valikoima monipuolisuutta ja monimutkaisuutta ilman lisäkustannuksia
  • Mahdollisuus valmistaa yksityiskohtia ja komponentteja, jotka eivät ole mahdollisia perinteisillä menetelmillä
  • Roiskeiden määrä vähenee huomattavasti
  • Nopeaa ja tehokasta prototyyppien tuotantoa alhaisin kustannuksin
Lisäainevalmistus materiaalina metallia

Lisäaineiden valmistuksen eri prosessit

On olemassa useita erityyppisiä lisäaineiden valmistusprosesseja, joista jokaisella on omat etunsa ja haittansa. Yleisimmät prosessit ovat FDM (Fused Deposition Modeling), SLS (Selective Laser Sintering) ja SLA (Stereolitografia).

FDM on yleisin menetelmä. Se toimii suulakepuristamalla kestomuovia suuttimen läpi ja näin esine rakentuu kerros kerrokselta, mikä puolestaan rakentaa esinettä hitaasti. FDM on suhteellisen nopea ja halpa, mutta sen tuottamat esineet eivät ole yhtä vahvoja tai yksityiskohtaisia kuin muilla lisäainevalmistusprosesseilla tuotetut.

SLS on kalliimpi ja monimutkaisempi lisäainevalmistusprosessi. Se toimii sintraamalla (kuumentamalla) jauhemateriaalia, kuten metallia tai muovia, laserilla. Laser sulattaa valikoivasti jauheen hiukkaset yhteen ja rakentaa kohdetta hitaasti kerros kerrokselta. SLS on kalliimpaa kuin FDM, mutta se voi tuottaa vahvempia ja yksityiskohtaisempia esineitä.

SLA sopii visualisointimalleihin, joissa on korkeat vaatimukset pinnan viimeistelylle ja yksityiskohdille. SLA on hartsipohjainen prosessi, jossa neste kovetetaan yhdellä tai useammalla valonsäteellä haluttuun muotoon. Pintojen laatu on erittäin korkea jo heti painatuksen jälkeen, mutta sitä voidaan edelleen parantaa läpinäkyvien tai korkeakiiltoisten tulosten saavuttamiseksi erilaisissa kromauksissa ja lakkauksissa. SLA:n materiaalit ovat kestomuoveja, mikä tarkoittaa, että ne ovat suhteellisen hauraita ja herkkiä UV-valolle ja kosteudelle.

Oletko epävarma, mikä prosessi sopii tarkoitukseesi parhaiten? Napsauta sitten tästä!

Tällä tavalla additiivista valmistusta sovelletaan nykyään

Additiivinen valmistus on prosessi, jossa luodaan fyysisiä objekteja digitaalisista 3D-malleista. Tämän menetelmän etuna perinteisiin valmistusmenetelmiin verrattuna on, että se mahdollistaa pitkälle räätälöityjen ja monimutkaisten tuotteiden luomisen ilman kalliita työkaluja tai muotteja.

Additiivinen valmistus on prosessi, jossa luodaan fyysisiä objekteja digitaalisista 3D-malleista. Menetelmän käytön etuna perinteisiin valmistusmenetelmiin verrattuna on, että se mahdollistaa pitkälle räätälöityjen ja monimutkaisten tuotteiden luomisen ilman kalliita työkaluja tai materiaaleja.

Teknologian kehittyessä on todennäköistä, että tulevaisuudessa näemme lisää innovatiivisia ja jännittäviä lisäainevalmistuksen sovelluksia.

Lisäainevalmistus teollisuudessa

Aluksi additiivinen valmistus käytettiin pääasiassa prototyyppeihin ja pienimuotoiseen tuotantoon. Viime vuosina on kuitenkin tapahtunut muutosta lisäainevalmistuksen käytössä massatuotannossa eri toimialoilla. Tähän muutokseen on useita syitä. Ensinnäkin additiivinen valmistustekniikka on kehittynyt paljon ja pystyy tuottamaan korkealaatuisia tuotteita. Toiseksi additiivinen valmistus voidaan käyttää monimutkaisten muotojen ja rakenteiden tuottamiseen, joita olisi vaikeaa tai mahdotonta valmistaa perinteisillä valmistusmenetelmillä. Lopuksi, lisäainevalmistus on usein kustannustehokkaampaa kuin perinteiset valmistusmenetelmät, erityisesti valmistettaessa pieniä tuotesarjoja.

Additiivista valmistusta käytetään monilla teollisuudenaloilla, mukaan lukien terveydenhuolto, ilmailu, autoteollisuus ja kulutushyödykkeet. Terveydenhuoltoteollisuudessa lisäainevalmistusta käytetään räätälöityjen implanttien ja proteesien valmistukseen. Ilmailuteollisuudessa sitä käytetään kevyiden komponenttien valmistukseen lentokoneisiin ja avaruusaluksiin. Autoteollisuudessa lisäainevalmistusta käytetään autonosien, mukaan lukien moottorin osien ja koripaneelien, valmistukseen. Ja kulutustavarateollisuudessa lisäainevalmistusta käytetään esimerkiksi korujen ja silmälasien kehysten valmistukseen.

Muovikomponentit valmistetaan lisäainevalmistusmenetelmällä
Yksityiskohdat luodaan additiivinen valmistus

Lisäainevalmistuksen tulevaisuus

Lisäainevalmistuksen tulevaisuus näyttää erittäin lupaavalta. Nykyisen nopean kehityksen myötä lisäainevalmistus on tulossa entistä helpommaksi sekä yritysten että yksityishenkilöiden ulottuville. Tulevaisuudessa näemme varmasti lisää innovatiivisia ratkaisuja additiivinen valmistus. Jos haluamme pitää sen lyhyenä, uskomme, että tulevaisuus 3D-tulostus näyttää tältä:

  • Yhä useammat yritykset ottavat käyttöön lisäainevalmistuksen
  • Tulemme näkemään enemmän yksilöllisiä ja räätälöityjä tuotteita
  • Lisäainevalmistus tulee entistä halvemmaksi
  • Tekniikka kehittyy edelleen nopeaa vauhtia


Vaikka on vaikea ennustaa tarkalleen, mikä rooli tällä valmistustekniikalla tulee olemaan tulevaisuudessa, se näyttää kiistatta erittäin kirkkaalta, ja varmuudella voidaan sanoa, että additiivinen valmistus on valmistustekniikka, joka on tullut jäädäkseen.

ESD står för elektrostatisk urladdning (Electrostatic Discharge), vilket är en plötslig överföring av elektricitet mellan två elektriskt laddade objekt orsakad av direkt kontakt eller genom ett elektriskt fält. Detta fenomen kan orsaka skador på elektroniska komponenter och kretsar, eftersom de ofta är känsliga för små laddningar. För att skydda mot ESD-skador används ofta antistatiska material, jordningsmetoder och andra förebyggande åtgärder inom elektronikindustrin.

kuva, joka esittää 100%-infilraatin 3D-tulostusta tilattaessa
kuva, joka esittää 0%-infilraatin 3D-tulostusta tilattaessa

CAD-ohjelma, joka tarkoittaa "tietokoneavusteista suunnittelua", on tärkeä osa 3D-tulosteiden tilaamista teollisiin tarkoituksiin. CAD-ohjelmat ovat erikoisohjelmistoja, joita käytetään luomaan yksityiskohtaisia ja tarkkoja digitaalisia malleja esineistä, komponenteista tai prototyypeistä. Nämä digitaaliset mallit toimivat perussuunnitelmina tai suunnitelmina, joita tarvitaan fyysisten esineiden tuottamiseen 3D-tulostustekniikkaa käyttäen.

.STL (stereolitografia) on tiedostomuoto, jota käytetään edustamaan 3D-geometriaa, erityisesti kolmioista koostuvia pintoja. Se on yleinen muoto 3D-tulostuksessa ja sitä käytetään kuvaamaan 3D-tulostimilla tulostettavia malleja.

.STEP (Standard for the Exchange of Product Data) on standardi 3D-mallien ja tuotetietojen vaihtamiseen eri CAD (Computer-Aided Design) -ohjelmien välillä. Se on teollisuudessa yleinen muoto, ja sitä käytetään komponenttien ja tuotteiden yksityiskohtaisten 3D-mallien siirtämiseen.