Hybridivalmistus NC-työstökoneella : Menetelmien integrointi ja virtuaalinen malli
Haavisto, Teemu (2021)
2021
Konetekniikan DI-ohjelma - Master's Programme in Mechanical Engineering
Tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunta - Faculty of Engineering and Natural Sciences
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2021-05-18
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202105175122
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202105175122
Tiivistelmä
Työn tarkoituksena on tehdä tutkimusympäristö hybridivalmistuksen tutkimista varten. Hybridi-valmistuksella tarkoitetaan tässä prosessia, mikä yhdistää ainetta lisäävän ja poistavan valmistusmenetelmän. Ainetta lisäävänä menetelmänä on suorakerrostus ja poistavana sorvaus ja hionta. Hybridivalmistus on tutkimuskohteena yleistynyt viime vuosien aikana. Ainetta lisäävien menetelmien kehittyessä ja yleistyessä valmistusprosessiin on liitetty myös ainetta poistava menetelmä viimeistelytyönvaiheena. Yhdistämällä nämä prosessit tehtäväksi samalla koneella saavutetaan useita hyötyjä. Prosessi on kokonaisuudessa helpommin kontrolloitavissa ja vältytään kappaleen uudelleen kiinnityksestä aiheutuvista epätarkkuuksista. Hybridivalmistuksen keinoin kappaleiden valmistusaikaa voidaan pienentää asetusaikojen pienentyessä.
Hybridivalmistusmenetelmät integroidaan olemassa olevaan GF NDM 16/100 sorviin. Molemmat valmistusmenetelmät asettavat tiettyjä vaatimuksia hybridisorvin suunnittelulle. Hiontaprosessin kannalta suunnittelu ja muokkaukset liittyvät lastuamisnestejärjestelmään, työkalun kiinnitykseen koneeseen, työkalun tasapainotukseen ja timantointiin. Suorakerrostusprosessin kannalta tärkeimmät suunnittelua vaativat kohdat ovat suorakerrostuspään adapteri, kiinnitys sorvin työkalurevolveriin, laserkuidun ja muiden letkujen vienti suorakerrostuspäähän ja muut prosessiin vaadittavat laitteet.
Työssä tehdään hybridisorvista virtuaalinen malli, jonka avulla voidaan simuloida CAM-ohjelmia. Koneen CAM-ohjelmana käytetään Siemens NX:ää ja virtuaalinen malli tehdään sen Machine Tool Builder- lisäosan avulla. Hybridisorvia varten tehdään myös postprosessori, jonka tarkoituksena on tulkata CAM- ohjelman työstöradat sorville luettavaan muotoon G- koodiksi. Hybridivalmistus asettaa tiettyjä vaatimuksia postprosessorille, esimerkiksi toimilaitteiden ohjauksen osalta. Työssä tarkastellaan lisäksi kirjallisuuskatsauksen tasolla mahdollisuuksia kehittää hybridivalmistuksen prosessin digitaalista kaksosta.
Hybridivalmistusmenetelmät integroidaan olemassa olevaan GF NDM 16/100 sorviin. Molemmat valmistusmenetelmät asettavat tiettyjä vaatimuksia hybridisorvin suunnittelulle. Hiontaprosessin kannalta suunnittelu ja muokkaukset liittyvät lastuamisnestejärjestelmään, työkalun kiinnitykseen koneeseen, työkalun tasapainotukseen ja timantointiin. Suorakerrostusprosessin kannalta tärkeimmät suunnittelua vaativat kohdat ovat suorakerrostuspään adapteri, kiinnitys sorvin työkalurevolveriin, laserkuidun ja muiden letkujen vienti suorakerrostuspäähän ja muut prosessiin vaadittavat laitteet.
Työssä tehdään hybridisorvista virtuaalinen malli, jonka avulla voidaan simuloida CAM-ohjelmia. Koneen CAM-ohjelmana käytetään Siemens NX:ää ja virtuaalinen malli tehdään sen Machine Tool Builder- lisäosan avulla. Hybridisorvia varten tehdään myös postprosessori, jonka tarkoituksena on tulkata CAM- ohjelman työstöradat sorville luettavaan muotoon G- koodiksi. Hybridivalmistus asettaa tiettyjä vaatimuksia postprosessorille, esimerkiksi toimilaitteiden ohjauksen osalta. Työssä tarkastellaan lisäksi kirjallisuuskatsauksen tasolla mahdollisuuksia kehittää hybridivalmistuksen prosessin digitaalista kaksosta.