Materiaalia lisäävän valmistuksen energiatehokkuus - metalliset jauhepetimenetelmät

Abstract

Tässä työssä tehtiin kirjallisuusselvitys metallisten jauhepetimenetelmien energiatehokkuudesta, sillä materiaalia lisäävä valmistus on luonut uusia mahdollisuuksia valmistukseen. Näitä mahdollisuuksia ovat esimerkiksi valmistettavien tuotteiden osakomponenttien pienempi määrä ja kappaleiden suurempi kompleksisuus. Työ on jaettu neljään osaan, joista ensimmäisessä tarkastellaan erilaisia materiaalia lisääviä jauhepetimenetelmiä ja niiden ominaisuuksia. Toisessa osassa tarkastellaan jauhepetimenetelmien energiankulutusta ja sen jakautumista eri toimilaitteille. Lisäksi tutkitaan prosessiin käytettävien materiaalien kuten metallijauheiden ja suojakaasujen sitoutunutta energiaa. Energiatehokkuuden kohdalla tarkastellaan menetelmien energiankulutukseen vaikuttavia asioita kuten valmistettavien kappaleiden poikkipinta-alaa ja korkeutta. Lisäksi pohditaan valmistusaikaa ja valmistuksessa käytettävien jauheiden kierrätystä. Viimeisessä osassa tarkastellaan tutkimuksia, joissa on vertailtu materiaalia lisäävää valmistusta ja koneistamista. Jauhepetimenetelmien energiankulutus jakautuu useaan eri alueeseen, joiden osuus energiankulutuksesta riippuu paljon valmistettavista kappaleista. Energiatehokkuuteen vaikuttaa paljon kappaleiden poikkipinta-ala ja korkeus, joista jälkimmäinen vaikuttaa erityisesti siihen, kuinka monta valmistuskerrosta tarvitaan. Kappaleiden poikkipinta-ala ja määrä määrittävät sen kuinka tehokkaasti saatavissa oleva valmistustilavuus tulee käytettyä. Vertailussa huomattiin, että jauhepetimenetelmien energiatehokkuus verrattuna koneistukseen riippuu valmistettavien kappaleiden muodoista, käytettävästä materiaalista ja valmistuksessa käytettävästä menetelmästä. Joissain tilanteissa materiaalia lisäävä valmistus on energiatehokkaampaa kuin koneistaminen.