Titaanisen kastotyökalun suunnittelu ja toteutus

Abstract

Insinöörityön aiheena oli suunnitella titaanista valmistettava kastotyökalu YIT:lle, Ylivieskan tehtaalle. Työn tarkoituksena oli lyhentää erään vakiotuotteen läpimenoaikaa ja samalla tehostaa sinkkaamon toimintaa. Sinkkaamon toiminta on vuosien saatossa pysynyt ennallaan, joten tuotannonkehittäminen on tärkeää, jotta säilytetään kilpailukyky markkinoilla.

Työn läpivienti alkoi ongelmien kartuttamisella sinkkaamon toimihenkilöiden kanssa. Kävimme läpi, mitkä ongelmat pidentävät tuotteen läpimenoaikaa. Näiden ongelmien ratkaisemiseksi, kastotyökalun materiaalin valinnalla oli iso merkitys. Myös happo- sekä sinkkialtaiden koko ja tuotteen muoto antoivat kastotyökalun suunnittelulle tietyt rajoitteet. Titaanisella kastotyökalulla saadaan huomattavia etuja, jotka lyhentävät tuotteen läpimenoaikaa.

Työssä suunniteltiin kaksi erilaista kastotyökalu mallia. Aluksi tuotantoon otettiin käyttöön protomalli, jonka avulla saadaan tarpeellista tietoa titaanin käyttäytymisestä sinkatessa. Toinen malli suunniteltiin ainoastaan vakiotuotteen sinkkaukseen, mutta sillä kyetään sinkkaamaan myös muita tuotteita. Työn suunnittelussa käytettiin Autodesk Inventor ohjelmaa.

Titaaniselle kastotyökalulle suoritettiin myös kustannus- sekä lujuuslaskenta. Kustannuslaskennassa laskettiin kastotyökalulle hinta, sekä valmistuksen kannattavuus. Lujuuslaskennan tarkoituksena oli pienentää riskejä nostaessa, ja laskea kastotyökalun nostokapasiteetti.

Subject of this thesis was to design a titanium dipping tool for YIT Ylivieska factory. The goal of this work was to cut down the lead time of a specific product and optimize functions of surface coating cell. Work procedure in surface coating cell has stayed the same over the years thus production development is critical to maintain competitive edge in the market.

The work was started with charting of the problem with surface coating cell officials. We went through the key issues slowing down the lead time of the product. To solve these problems the choice of the dipping tool material was very critical. Acid, the size of the surface coating tanks and the dimensions of the product gave natural limitations to the design of the product. With titanium dipping tool major advantages are achieved cutting down the lead time of the product.

In this work two different kind of dipping tool models were designed. Prototype was introduced first into the production to obtain knowledge about the behavior of titanium in the surface coating process. Second model was designed only for a specific product but it can still be used in surface coating of other products. Autodesk Inventor was used in the design of these models.

Cost and strength calculation was also made for the dipping tool. Price of the tool and profitability of the production were calculated for the dipping tool. Purpose of the strength calculation was to reduce risk when tool is operated and to calculate lift capacity of the dipping tool.