Lisäävällä valmistuksella ruostumattomasta teräksestä valmistettujen kappaleiden pinnoittaminen

Abstract

Tässä opinnäytetyössä tutkitaan metallia lisäävän valmistuksen menetelmällä (Additive Manufacturing, LAM) val-mistettujen ruostumattoman haponkestävän teräskappaleiden pinnoittamista. Kappaleet pinnoitettiin kemiallisella nikkelillä sekä kromilla. Kappaleille koneistettiin samasta materiaalista vastaavan kokoiset kappaleet, jotka pinnoitettiin samalla tavalla. LAM-kappaleet valmistettiin Lappeenrannan teknillisessä yliopistossa ja kaikki kokeet suoritettiin Savonia-ammattikorkeakoululla.

Teoriaosuudessa käsitellään metallia lisäävää valmistusta, kemiallista ja elektrolyyttistä pinnoitusta sekä korroosiota. Teoriaosuudessa on myös käsitelty tässä työssä käytetty pinnoitusprosessi sekä kaikki suoritetut kokeet.

Pinnoittamisen jälkeen kappaleista tehtiin poikkileikkeet, joiden avulla tutkittiin silmämääräisesti pinnoittumisen onnistuminen, sekä mitattiin pinnoitteiden paksuudet. Pinnoitteiden kulutuskestävyyttä ja kitkaominaisuuksia tutkittiin Pin-On-Rod-kokeella. Viimeiseksi kappaleiden ja pinnoitteiden korroosionkestoa simuloitiin suolasumukokeella.

Tulososiossa verrataan koneistettujen ja LAM-kappaleiden tuloksia keskenään. Tulokset osoittavat koneistettujen ja LAM kappaleiden pinnoittamisen erot ja samankaltaisuudet sekä kokeiden onnistumiset ja epäonnistumiset.

The aim of this final year project was to research electroless plating and electroplating of objects made with additive manufacturing (LAM), and the quality of coating. The theoretical part of this thesis consists of the history and the theory of additive manufacturing as well as the theory of electroless and electrolytic plating. It also studies the plating process used in this project and explains the process step by step.

The objects were plated with chemical nickel and chromium. The LAM-objects were manufactured at Lappeenranta University of Technology and the tests were carried out at the coating laboratory of Savonia University of Applied Sciences. The results of the tests for LAM objects were compared to machined objects of the same size and material. The properties of coatings were studied using various methods including abrasion and corrosion tests. The LAM- and machined objects were crosscut after the coating process to measure the thickness of the coating. Pin-On-Rod-test was used to examine the objects’ abrasion resistance and frictional properties. A salt spray test was carried out to test the coatings resistance to corrosion.

The results reveal the differences and similarities of coating LAM- and machined objects as well as the successes and failures of the tests.