Metallin 3D-tulostuksen hyödyntäminen hydraulilohkojen valmistuksessa

Abstract

Tässä kandidaatintyössä tutkitaan hydraulilohkojen 3D-tulostusta, miten lohkoja 3D-tulostetaan ja mitä siinä on otettava huomioon sekä mitä lohkojen 3D-tulostus mahdollistaa verrattuna perinteisiin valmistusmenetelmiin. Hydraulilohkoja käytetään laajasti erilaisissa teollisuuden ja liikkuvan kaluston sovelluksissa ohjaamaan hydraulisia toimilaitteita. 3D-tulostus on kehittynyt viime vuosina huomattavasti. Se on muuttumassa pienisarjaisesta tuotannosta myös massatuotantoon sopivaksi valmistusmenetelmäksi. Tähän mennessä hydraulilohkojen 3D-tulostuksessa on saavutettu todella hyviä tuloksia. Menetelmä ei ole kuitenkaan vielä käytössä laajasti. Työssä aiheeseen tutustutaan kirjallisuuskatsauksen avulla. Lähdeaineistoja etsittiin Andorista, Google Scholarista ja Googlen tavallisen hakukoneen avulla. Aineistoista tärkeimmät ovat kuvauksia perinteisin menetelmin valmistettujen hydraulilohkojen uudelleensuunnittelusta 3D-tulostettaviksi. Hydrauliikan hyötysuhde on yleensä todella alhainen. Perinteisesti hydraulilohkot on valmistettu koneistamalla. Koneistamalla valmistettujen lohkojen sisäiset virtauskanavat on vaikea toteuttaa niin että ne eivät aiheuta suuria painehäviöitä. Tulostamalla ne voidaan valmistaa sellaisiksi, että painehäviöt ovat pienemmät. Painehäviöiden pienentäminen parantaa hyötysuhdetta. Hydraulilohkot ovat yleensä todella raskaita, koska koneistamalla on haastavaa valmistaa keveitä kappaleita. 3D-tulostus mahdollistaa kevyempien lohkojen valmistamisen. 3D-tulostettavan lohkon suunnittelussa keveys on paljon tärkeämpää ja toisaalta myös helpommin toteutettavissa kuin koneistettavan lohkon suunnittelussa. 3D-tulostettavan lohkon suunnittelussa ei ole samanlaisia rajoitteita kuin koneistettavan. Lukija saa työn avulla kuvan hydraulilohkojen 3D-tulostuksen nykytilanteesta ja tulevaisuuden näkymistä sekä niiden perinteisestä valmistuksesta. Työssä työn alussa lukijalle kerrotaan hydrauliikan, 3D-tulostuksen ja koneistuksen perusteista.