CAD-työkalujen hyödyntäminen valusuunnittelussa

Abstract

Valaminen on menetelmänä erittäin vanha. Viime vuosikymmeninä tietokoneavusteisesta suunnitellusta (CAD) on tullut koneensuunnittelun selkäranka, minkä vuoksi on luonnollista, että myös valettavat kappaleet suunnitellaan 3D-mallinnusta hyödyntäen. Tämä työn tavoitteena on selvittää, miten 3D-mallinnus- ja simulaatio -ohjelmistoja kyetään hyödyntämään valettujen koneenrakenteiden suunnittelussa ja miten yleisimpiä valuvirheitä pystytään ehkäisemään jo suunnitteluvaiheessa. Työssä esitellään koneenrakenteissa tyypillisimmät valumateriaalit ja menetelmät, sekä tarkastellaan valuihin aiheutuvia virheitä, sekä niiden havaitsemista simulaatioiden avulla. Työssä tarkastellaan myös eräitä menetelmiä valettujen kappaleiden mallinnukseen. Painevaletun kappaleen muotit mallinnettiin hyödyntäen Solidworksin valmiita muottityökaluja ja hiekkavalettavan kappaleen keerna mallinnettiin hyödyntäen perinteisempiä mallinnustyökaluja. Työssä todettiin, että valettujen kappaleiden laadun varmistamiseksi ja valmistettavuuden parantamiseksi simulointiohjelmistojen käyttö on erittäin suositeltavaa. Valuihin tarvittavat simulaatiot on mahdollista suorittaa yleisillä koneenrakenteisiin tarkoitetuilla ohjelmistoilla, mutta parhaisiin tuloksiin päästään, jos simulaatiot suoritetaan erityisesti valusuunnitteluun tarkoitetuilla ohjelmistoilla, sillä ne huomioivat jähmettymisessä tapahtuvan olomuodon muutoksen.