Läpäisymittauksen kehitys

Abstract

Opinnäytetyössä tutkittiin työkalun läpäisymittausta. Työn tilaajana toimi Valmet Technologies Oy. Tutkimusongelmana oli nykyisen mittaustavan parantaminen tai kokonaan uuden laitteiston kehittäminen läpäisymittausta varten. Käytössä oleva mittauslaitteisto käytti alipaineistettua ilmaa ja oli herkkä virheille. Opinnäytetyössä tutkittiin erilaisia mittaustapoja paineelle ja virtaukselle, jotta saataisiin hyvä käsitys kehitystyön etenemisestä ja siinä käytettävistä komponenteista. Mittauksessa keskeinen muutoksen kohde koettiin olevan siinä käytettävä väliaine. Sen täytyi olla enemmän prosessissa käytössä olevan aineen kaltaista, jotta tulokset olisivat merkityksellisiä. Väliaineeksi valikoitui vesi, jolla mittaamista alettiin tutkimaan.

Opinnäytetyötä varten rakennettiin täysin uusi mittauslaitteisto Valmetin Yrittäjänkadun tehtaalle Tampereelle. Mittauslaitteisto käytti väliaineena vettä, jota johdettaisiin työkalun läpi ja mitattaisiin sen virtausta ja painetta. Mittausjärjestely käytti vedensyöttönä vesijohtovettä ja laitteisto rakennettiin helppokäyttöiseksi ja siirrettäväksi. Mittauslaitteiston mittauspuolelle kiinnitettiin testisuuttimia, joilla simuloitiin prosessissa käytettäviä työkaluja. Mittauslaitteiston tuloksia verrattiin edelliseen alipainemittaukseen ja tehtiin päätelmät sen käytettävyydestä.

Jatkokehitystä laitteistolle jäätiin kaipaamaan, jotta sitä voitaisiin testata prosessissa käytössä olevilla työkaluilla. Mittauspään suunnittelu tähän tarkoitukseen jäi suurimmaksi kehityskohteeksi. Vedensyötön voimakkuus ja paine olivat myös haasteena, koska teollisuuskiinteistön vesijohdosta ei saatu tasaista virtausta muiden käyttäjien vuoksi. Tästä johtuen suljettu systeemi voisi antaa tasaisempia tuloksia.

This bachelor’s thesis focuses on permeability measurement in a tooling application. The purpose was to develop an entirely new measurement method or improve the one currently in use. This thesis was commissioned by Valmet Technologies Oy. The current permeability meter uses vacuum as a working principle to measure flow through the surface. This method was not accurate enough due to air leaks and the meter being too sensitive.

The first research subject was different pressure and flow measurement methods to see which one would fit this project the best. The objective was to determine the most suitable element for the measurement. A decision was made to carry out measurements using water. The meter was built using general parts used in water piping to make the system easy to build, maintain and upgrade. The system included a pressure controller, a flow meter, a pressure meter and a ball valve. The other end of the system was connected to a water supply and the other to the test nozzle. The test nozzle was used to simulate the tooling application used in the manufacturing process. Water was fed through these nozzles, and the pressure and flow rates were documented.

The future of this project is still unsure, but development is necessary. The test nozzle needs to be updated to fit the tooling application better. Currently this nozzle application only simulates the results and does not fully validate the results with the process application.