Metallikappaleiden valmistus sideaineen suihkutus -menetelmällä

Abstract

Sideaineen suihkutus -menetelmä on materiaalia lisäävä valmistusmenetelmä, jossa kappaleita valmistetaan liittämällä jauhepartikkeleita toisiinsa sideaineen avulla. Tässä työssä tutkitaan sideaineen suihkutus -menetelmän käyttöä metallikappaleiden valmistuksessa sekä tällä menetelmällä valmistettujen metallikappaleiden ominaisuuksia. Työn tavoitteena on selvittää sideaineen suihkutus -menetelmän vahvuudet ja heikkoudet metallikappaleiden valmistuksessa, sekä selvittää, minkälaisia teknologioita valmistajat käyttävät laitteissaan ja minkälaisia laitteita näiltä valmistajilta on saatavilla.

Työ on toteutettu kirjallisuusselvityksenä ja se on jaettu kolmeen osaan. Ensimmäisessä osassa käsitellään sideaineen suihkutus -menetelmän toimintaperiaatetta, menetelmällä valmistettujen kappaleiden jälkikäsittelyä, menetelmään soveltuvia materiaaleja ja sideaineita sekä niiden ominaisuuksia. Toisessa osassa käsitellään menetelmän soveltuvuutta metallikappaleiden valmistukseen tarkastelemalla menetelmän valmistusaikaa, valmistettujen kappaleiden laatua sekä valmistuksessa esiintyviä haasteita. Viimeisessä osassa käydään läpi sideaineen suihkutus -menetelmän laitevalmistajia, niiden ratkaisuja menetelmän ongelmakohtiin sekä saatavilla olevia laitteita.

Työssä selviää, että menetelmän suurimpia ongelmakohtia ovat pitkä jälkikäsittelyaika sekä valmiin kappaleen huokoinen rakenne ja tämän poistamisesta johtuva merkittävä kutistuminen. kappaleissa esiintyvien ongelmakohtien vaikutus voidaan kuitenkin minimoida oikealla materiaalivalinnalla ja sintrausprosessin optimoinnilla. Pitkää jälkikäsittelyaikaa voidaan kompensoida kasvattamalla samanaikaisesti tuotettujen kappaleiden määrää, jonka mahdollistaa muita materiaalia lisääviä menetelmiä parempi soveltuvuus sarjatuotantoon.

Valmistajaselvityksessä huomataan, että kiinnostus sideaineen suihkutus -menetelmää kohtaan on noussut ja uusia laitevalmistajia on ilmaantunut viimevuosien aikana. Nämä laitevalmistajat ovat kehittäneet erilaisia teknisiä ratkaisuja, joilla saadaan minimoitua menetelmän suurimpia ongelmakohtia ja parantaa menetelmän toimintaa metallikappaleiden valmistuksessa. Työssä selviää myös, että laitevalmistajat tarjoavat laitteita monipuolisesti eri käyttökohteisiin yksittäiskappaletuotannosta aina kohtuullisen suureen sarjatuotantoon asti.