Seikkailuni metallin 3D-tulostuksen parissa Sveitsissä
Tekstin on kirjoittanut Oamkin konetekniikan KTO17SP1-ryhmän opiskelija Henri Väänänen opintojaksolla YY00BB72-3130 Tutkimus- ja kehittämistoiminta.
Tuo kohtalokas koronan täyteinen vuosi 2020 on tätä artikkelia kirjoittaessani lähestymässä loppuaan ja niin on myös minun opintoni käymässä loppuun. Nyt kaikista näistä vuosista viisastuneena voin kertoa opinnoistani ja erityisesti tästä kuluneesta vuodesta, josta vietin noin 10 kuukautta ulkomaanvaihdossa Sveitsissä. Päädyin Sveitsiin Oamkin konetekniikan ja tuotantotekniikan alan vaihto-ohjelman kautta. Vietin vuoden 2019 syyslukukauden opiskellen Saksan Ulmissa, josta siirryimme neljän opiskelijan voimin rajan toiselle puolelle vuodenvaihteen jälkeen. Sveitsissä olimme kaikki työharjoittelussa, ja itse päädyin ProtoShape–nimeä kantavaan firmaan insinööriharjoittelijaksi.
Työharjoittelussa Sveitsissä
Kyseinen firma ProtoShape oli erikoistunut metallin 3D-tulostuksen saralla, ja firmassa tulostettiin muun muassa alumiinia, titaania ja inconelia. Metallin 3D-tulostuksella valmistetaan erityisesti turbiiniosia, lentoteollisuuden osia, autourheilun osia ja lääketieteellisiä osia. Kyseisellä teknologialla pystytään valmistamaan kappaleita, joita ei perinteisin valmistusmetodein pystytä tekemään. Tulostaminen mahdollistaa lujat yhdestä osasta luodut kappaleet, jotka voittavat perinteiset valmistusmetodit niin kestävyydessä kuin painossakin. Metallien tulostaminen on tällä hetkellä kallis valmistustapa, mutta täytyy muistaa, että teknologia on vielä todella nuorta ja se yleistyy jatkuvasti.
Alumiinista valmistettu pääkallo
Metallin 3D-tulostamisen pähkinänkuoressa
Mutta kuinka tämä metallin 3D-tulostaminen oikein toimii sitten? Periaatteessa tulostaminen tapahtuu kuten kaikissa muissakin ”Additive Manufacturing” –laitteissa, eli kerros kerrokselta. Kun muovia yleensä pursotetaan suuttimen läpi, niin metallin kanssa käytetään laserteknologiaa. Tulostusmateriaalina toimii metallijauhe, joka levittyy tasaisesti tulostusalustalle koneessa olevalla levittimellä. Kerroksen paksuus on yleensä 30 μm – 60 μm, riippuen halutuista parametreista. Jokaisen levitetyn kerroksen jälkeen laser sulattaa jauhetta kappaleen geometrian mukaisesti, ja sen jälkeen tulostusalusta liikkuu yhden kerroksen verran alaspäin. Tämä prosessi tapahtuu satoja ja joskus tuhansia kertoja riippuen kappaleen koosta ja parametreista.
Inconelista valmistettu avain
Kuten äskeisestä selityksestä saattaa ymmärtää, on tulostaminen aika hidas prosessi. Prosessin hitautta voidaan kompensoida muilla teknologian tarjoamilla eduilla. Tulostimet eivät vaadi työkalujen vaihtamista kesken työstämisen, tulostimet voivat pysyä käynnissä esimerkiksi yön yli ja jopa viikonlopun yli. Samanaikaisesti voidaan valmistaa täysin erilaisia osia täysin eri käyttötarkoituksiin, kunhan haluttu materiaali on sama. Kaikki edellä mainitut edut tekevät teknologiasta kätevän erityisesti prototyyppi- ja yksittäistuotantoon, jossa osat saattavat olla erilaisia joka päivä.
Työnkuvani insinööriharjoittelijana
Joitakin saattaa kiinnostaa, mikä minun työnkuvani oli harjoittelujen aikana. Ensimmäiset 6 kuukautta olin firmassa tyypillinen jokapaikanhöylä, joka saattoi yhden päivän aikana tehdä kaikkea 3D-mallintamisen, valmiiden osien viimeistelyn ja postimiehen töiden väliltä. Viimeiset neljä kuukautta keskityin parin sivuprojektin ohella tekemään opinnäytetyötäni, jonka aikana tutustuin syvemmin metallografisten näytteiden tekemiseen ja tutkimiseen. Tutuksi tulivat myös 3D-tulostimien sekä tulostusohjelmien käyttäminen. Kymmenen kuukautta myöhemmin pystyn ylpeänä toteamaan tietäväni metallin 3D-tulostamisesta kohtalaisen paljon ja kiinnostus alaa kohtaan on kasvanut. Työkokemus, jonka firmasta sain, on mielestäni arvokasta, sillä kyseinen teknologia on yleistymässä kovaa tahtia ja varsinkin tuotantotekniikan alalla on hyvä tietää mahdollisimman paljon erilaisia valmistusvaihtoehtoja.
Kokemus, jota ei muualta saa
Auringon nousu Alpeilla
Vaihto-opiskelut tarjosivat minulle hyvää työkokemusta, mutta myös ikimuistoisia reissuja ja kokemuksia. Itse nautin erityisesti keskieurooppalaisista vuoristomaisemista mutkaisine teineen, joita Sveitsissä riittää. Suosittelen kaikille opiskelijoille vaihtoon lähtöä ja toivon todella, että mitkään kulkutaudit eivät reissuihin lähtemistä estä.
Maisemakuva Grindelwaldin alueelta
