3D-tulostamisen hyödyntäminen ajoneuvoteollisuudessa
Mäkelä, Miika (2022)
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202205118483
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202205118483
Tiivistelmä
Tämän opinnäytetyön tarkoituksena oli tutkia 3D-tulostamisen hyödyntämistä ajoneuvoteollisuudessa. Työssä tarkastellaan 3D-tulostamisen eri menetelmiä, kustannustehokkuutta, ympäristövaikutuksia sekä tulevaisuudennäkymiä. Työn aikana tulostettiin myös itse muutamia kappaleita, jotta voitiin nähdä käytännön esimerkkejä siitä, miten tulostamista on mahdollista hyödyntää.
Opinnäytetyössä esitellään pääpiirteittäin muutamia ajoneuvoteollisuuden kannalta keskeisiä tulostusmenetelmiä. Menetelmiä on käytössä jo useita erilaisia, ja jokaisella niistä on erilainen materiaalivalikoima ja näin ollen myös erilainen käyttötarkoitus. 3D-tulostaminen on vielä melko tuore teknologia, mutta sen mahdollisuuksia on tutkittu jo hyvin laajasti ajoneuvoteollisuudessa. Työssä haluttiin erityisesti tarkastella, mihin 3D-tulostamista käytetään tällä hetkellä ajoneuvoteollisuudessa. Työssä tarkastellaan myös 3D-tulostamisen ympäristövaikutuksia sekä kustannustehokkuutta ja kulueriä.
Voitiin todeta, että eniten tulostamista hyödynnetään pienten ja yksinkertaisten varaosien, mallikohtaisten työkalujen sekä prototyyppien valmistuksessa. 3D-tulostamisen ympäristövaikutuksista esille nousivat tulostuksen aikana syntyvät haitalliset nanohiukkaset, orgaaniset yhdisteet ja hukkalämpö. Kustannustehokkuudesta ja kulueristä kävi ilmi, että 3D-tulostamisen kuluerät koostuvat useista kokonaisuuksista, kuten materiaali-, henkilöstö- ja laitteistokuluista.
Työn aikana syntyi myös muutamia omia tulosteita. Ensimmäisenä tulostettiin erään ajoneuvon imujärjestelmä käyttäen FDM-tulostusmenetelmää, toisena tulosteena tehtiin erikoistyökalu öljynsuodattimelle samaa menetelmää käyttäen ja viimeisenä hyödynnettiin metallitulostusta valmistamalla vesipumpun siipipyörä. Tulostuskokeilujen perusteella selvisi suurten tai yksittäisten kappaleiden tulostamisen olevan vielä melko kallista verrattuna perinteisiin valmistusmenetelmiin. Erityisesti metallitulostuksessa kustannukset nousevat huomattavasti materiaalin ja laitteiston korkeiden hintojen vuoksi.
Opinnäytetyössä esitellään pääpiirteittäin muutamia ajoneuvoteollisuuden kannalta keskeisiä tulostusmenetelmiä. Menetelmiä on käytössä jo useita erilaisia, ja jokaisella niistä on erilainen materiaalivalikoima ja näin ollen myös erilainen käyttötarkoitus. 3D-tulostaminen on vielä melko tuore teknologia, mutta sen mahdollisuuksia on tutkittu jo hyvin laajasti ajoneuvoteollisuudessa. Työssä haluttiin erityisesti tarkastella, mihin 3D-tulostamista käytetään tällä hetkellä ajoneuvoteollisuudessa. Työssä tarkastellaan myös 3D-tulostamisen ympäristövaikutuksia sekä kustannustehokkuutta ja kulueriä.
Voitiin todeta, että eniten tulostamista hyödynnetään pienten ja yksinkertaisten varaosien, mallikohtaisten työkalujen sekä prototyyppien valmistuksessa. 3D-tulostamisen ympäristövaikutuksista esille nousivat tulostuksen aikana syntyvät haitalliset nanohiukkaset, orgaaniset yhdisteet ja hukkalämpö. Kustannustehokkuudesta ja kulueristä kävi ilmi, että 3D-tulostamisen kuluerät koostuvat useista kokonaisuuksista, kuten materiaali-, henkilöstö- ja laitteistokuluista.
Työn aikana syntyi myös muutamia omia tulosteita. Ensimmäisenä tulostettiin erään ajoneuvon imujärjestelmä käyttäen FDM-tulostusmenetelmää, toisena tulosteena tehtiin erikoistyökalu öljynsuodattimelle samaa menetelmää käyttäen ja viimeisenä hyödynnettiin metallitulostusta valmistamalla vesipumpun siipipyörä. Tulostuskokeilujen perusteella selvisi suurten tai yksittäisten kappaleiden tulostamisen olevan vielä melko kallista verrattuna perinteisiin valmistusmenetelmiin. Erityisesti metallitulostuksessa kustannukset nousevat huomattavasti materiaalin ja laitteiston korkeiden hintojen vuoksi.