Metallien 3D-Tulostuksen hyödyntäminen tuotannossa

Abstract

Opinnäytetyön tarkoituksena oli tarkastella metallien 3D-tulostuksen käyttökohteita ja sen tarjoamia mahdollisuuksia panssaroitujen pyöräajoneuvojen uudisvalmistuksessa. Opinnäytetyö toteutettiin Patria Land Oy:n toimeksiannosta, sekä työn aikana alihankkija tulosti suunnitellun kappaleen prototyyppikäyttöä varten. Toteutetun akselinavan lukitustyökalun dokumentaatio sisältäen valmistustekniset vaatimukset talletettiin Patria Land Oy:n sisäiseen järjestelmään.

Opinnäytetyössä tutustuttiin DMLS PBF menetelmällä toimiviin tulostimiin ja niiden toimintaperiaatteisiin. Akselinavan lukitustyökalulle laadittiin tulostus sekä turvallisuustekniset reunaehdot.

Akselinavan lukitustyökalu asetetaan jarrulevyn jäähdytysripoihin. Vetoakselia kiristettäessä akselinapa pyörii rakenteen mukana myötäpäivään, minkä seurauksesta suunniteltu lukitustyökalu törmää akselinavassa olevan jarrusatulan tasopintoihin lukiten rakenteen. Tällöin vetoakselin kiristys momenttiin on turvallista.

Työkalu suunniteltiin siten, että se on käyttökelpoinen kaikissa Patria Land Oy:n tarjoamissa panssaroiduissa pyöräajoneuvoratkaisuissa, riippumatta asiakkaan valitsemista optioista.

Työn lopputuloksena saatiin toimiva lukitustyökalu, jota voidaan käyttää kaikissa ympäristöissä ja ajoneuvoalustoilla. Lukitustyökalun koekäytössä esille tulleet muutostarpeet koskien erikoistyökalun rakennetta rajattiin pois opinnäytetyön sisällöstä. Esille tulleet muutokset siirrettiin työkalusuunnitteluosaston työjonoon ei kiireellisenä asiana, sillä protovaiheessa oleva kappale todettiin jo vaatimukset täyttäväksi.

The objective of the thesis was to inspect the possible objects of use regarding the metal 3D printed special tools and its advantages to production of armored vehicle systems. The thesis was commissioned by Patria Land Oy. During the thesis one of Patria’s subcontractors implemented the printing of the tool to evaluate the product as a prototype in daily assembly tasks.

In this thesis DMLS PFB method and 3D printers that use this technique were explored. The requirements for the axle hub locking tool were defined by two distinct aspects.

The axle hub locking tool is meant to put into the brake disc cooling vents. During the tightening process of the drive shaft, the axle hub rotates clockwise, and the locking tool collides with the brake caliper’s surfaces. When the locking tool collides with the caliper, the whole axle hub is locked, and the drive shaft is safe to tighten to specific torque.

The result of the thesis can be utilized in every environment and vehicle platform. The authoring changes for the prototype that occurred during the test usage of the tool were marked out of the thesis.