CAD-työkalujen vaikutukset valukappaleen suunnittelussa

Abstract

Kandidaatintyön aiheena on tutustua tietokoneavusteisen suunnittelun (CAD) käyttöön valukappaleen suunnittelussa. Tutkimuskysymyksenä on, että miten CADiä käytetään ja mitä hyötyä siitä on valuteollisuudessa. Pääpaino pidetään hiekkavalussa työn rajaamiseksi. Aluksi perehdytään valukappaleen muotin, mallin, keernojen, sulan jähmettymisen ja syöttöjärjestelmän suunnittelussa huomioitaviin asioihin. Tämän jälkeen tarkastellaan CADin käyttöä äskeisissä kohdissa. Lopuksi tarkastellaan mitä hyötyä CADin käytöstä valukappaleen suunnittelussa on, mitä uusia piirteitä tai ominaisuuksia se on tuonut valuteknologiaan, ja tehdään johtopäätökset. Asian tutkiminen on suoritettu kirjallisuustutkimuksena perehtymällä aiheeseen liittyviin kirjoihin, tieteellisiin artikkeleihin, standardeihin, diplomitöihin ja ValuAtlas-nimiseen valuteollisuus-aiheiseen tietopankkiin.

Valaminen on valmistusmenetelmä, jolla sulasta materiaalista voidaan muotin avulla valmistaa hyvin monimutkaisia muotoja sisältäviä kappaleita. CAD on nykyään olennainen osa monen teollisuudenalan tuotesuunnittelua ja sama pätee valuteollisuuteen. Tietokoneavusteisella suunnittelulla kyetään mallintamaan valukappaleiden muotoja, simuloimaan valutapahtumaa ja käyttötilannetta ja tuottamaan valupiirustukset. Tarkastelemalla ja simuloimalla mallia, tietokoneella voidaan nopeuttaa suunnitteluprosessia, vähentää valmistettavien prototyyppien määrää ja vähentää ihmisestä johtuvien virheiden määrää.

Nopeamman suunnitteluprosessin ansiosta kulut vähenevät ja asiakkaiden muuttuviin tarpeisiin kyetään reagoimaan nopeammin. Tietokoneella mallinnettu kappale ja merkinnät on myös selkeä muillekin kuin suunnittelijalle itselleen ja sitä on nopea muokata. Tämä selkeyttää ja nopeuttaa tiedon kulkua suunnittelun ja muiden tahojen välillä. CADin käyttökohteita ja todenmukaisuutta on tutkittu laajasti, ja sen avulla kyetään tehostamaan nykyistä valuteollisuutta ja tuomaan siihen muiden valmistusmenetelmien vahvuuksia.