Liimaristikon sormiliitoksen jyrsinnän optimointi

Abstract

Liimaristikko on uusi tulevaisuuden tuote rakennusmarkkinoilla. Sen on keksinyt ja kehittänyt tekniikan tohtori Tuomo Poutanen, jolla on pitkä historia puurakenteiden kehitystyössä. Liimaristikossa käytetään liitostekniikassa hyväksi ainoastaan liimattuja sormiliitoksia. Liimattu sormiliitos on ensimmäinen puuliitos, joka ottaa vastaan tehokkaasti momenttikuormia. Momenttijäykkä liitos on mahdollistanut kevyempien, edulli-sempien, monimuotoisempien, mutta samalla kestävämpien ristikkorakenteiden luomisen.

Tässä opinnäytetyössä käsiteltiin sormiliitoksen jyrsinnän optimointia. Optimointia suoritettiin kolmelle erilaiselle jyrsintätapauksille, joissa esiintyvät liitokselle tyypilliset ja yleisimmät ongelmat. Tapausten tutkimuksilla oli tavoitteena luoda ensimmäiset versiot jyrsinnän liikeradoista, joissa koko liitoksen jyrsintä pystytään tuottamaan yhdellä jyrsintäkerralla. Työssä ongelmia tutkittiin määrätyillä dimensioilla, mutta virheet muodostuvat samojen periaatteiden mukaan, vaikka liitoksen mittasuhteet muuttuisivat. Ongelmat pyrittiin ratkaisemaan käyttämällä teoreettista 3D-mallintamista, jossa liitosta ja sen variaatioita oli mahdollista muunnella. Tutkimuksissa pyrittiin löytämään jyrsintämalli, joka luo yhdellä jyrsintäkerralla mahdollisimman virheettömän liitoksen.

Liikeratojen tuloksiksi saatiin pääosin onnistuneita ratkaisuja, kun kahdessa tapauksessa kolmesta onnistuttiin pysymään annettujen raja-arvojen puitteissa. Työn todellinen hyöty kuitenkin realisoituu vasta tulevissa liitosmalleissa. Liitoslujuuden, liitoskulmien ja erilaisten kursojen vakiintuessa, saadaan tämän työn tuloksilla kohdennettua tulevien liikeratojen suunnittelua oikeaa suuntaan heti alusta.

Työ suoritettiin osana Tuomo Poutasen liimaristikoiden kehitystyötä. Tässä opinnäytetyössä kuvatut prosessit ovat luottamuksellisia. Luottamuksellinen aineisto on poistettu julkisesta raportista.

Dr. Tuomo Poutanen has invented glued timber truss where only glued finger joints are used. Poutanen claims that many wooden beams and trusses as well as steel and concrete structures can be replaced with finger joint trusses. A glued finger joint is visually good-looking and it is the first wooden joint that carries moment load, enabling more geometric and structural options.

In this study, development work for milling process has been processed. The main goal of this study was to find a new course for the milling tool which produces least error. There were three cases where the typical problems of the finger joint occurred. Joints in all three cases were 3D modeled and theoretically tried to solve. The machining fault is minor so it can be justified to investigate these problems only theoretically.

This study is part of the development work for finger joints. Used processes were confidential. All confidential parts are removed from the public version.