Additiivinen valmistus: Additive Additive Additive Manufacturing: akateemisen ja teollisen alan välisen kuilun umpeen kurominen

Koska additiivinen valmistustekniikka kehittyy jatkuvasti, tiedon jakaminen ja alan ymmärtäminen on todella välttämätöntä. AMEXCI:n yhteistyö Ruotsin eri yliopistojen kanssa edistää uuden AM-tietämyksen tuottamista ja kuroo samalla umpeen teollisuuden ja oppilaitosten välistä kuilua. Tässä artikkelissa haluamme kertoa kahdesta AMEXCI:ssä meneillään olevasta opinnäytetyöhankkeesta, joiden tavoitteena on tarjota uutta käytännönläheistä tietoa sekä yliopistoille että teollisuudelle. 

Topologian optimointi additiivisessa valmistuksessa 

Yksi tutkimushankkeista, jonka kaksi Linköpingin yliopiston opiskelijaa on toteuttanut yhdessä AMEXCI:n kanssa, on sovelluksen topologian optimointi sekä esteettisten että toiminnallisten näkökohtien osalta, ja sen uudelleensuunnittelu additiivista valmistusta varten. Toisin sanoen tutkimuksessa selvitetään, voidaanko AMEXCI:n asiakkaan toimittaman sovelluksen kokonaispainoa pienentää samalla kun sen toiminnallisuus säilyy samana tai parempana. Opiskelijat käyttävät erilaisia ohjelmistotyökaluja topologian optimoinnin toteuttamiseen ja validointiin. 

Therese ja Malin, jotka opiskelevat Linköpingin yliopistossa muotoilun ja tuotekehityksen maisteriksi, ovat innoissaan uudesta projektistaan: "Emme kuulleet siitä (AM:stä) kovin paljon koulutuksessamme, ja halusimme tutustua siihen syvällisemmin. Muihin tuotantomenetelmiin verrattuna AM tarjoaa vapauden luoda malleja, joita muilla tuotantomenetelmillä ei olisi ollut mahdollista toteuttaa. Koulutuksessamme työskentelimme aiemmin erilaisten CAD-mallien parissa eri tuotantomenetelmiä varten, mutta AM:n kanssa on siistiä, että saa niin paljon suunnittelun vapautta." 

Tämän tutkimuksen avulla ymmärrämme, miten eri ohjelmistot pystyvät optimoimaan painoa, kun suunnitellaan kehittyneitä bionisia, solu- ja ristikkorakenteita, mutta myös miten osan suorituskykyä voidaan parantaa tinkimättä muista näkökohdista. Theresen ja Malinin tutkimus tarjoaa arvokkaan työkalun niin tutkimukselle kuin teollisuudellekin, kun AM-alan uutta asiantuntemusta saadaan käyttöön. 

Additiivisen valmistuksen tuottavuuden lisääminen

Toinen AMEXCI:ssä parhaillaan käynnissä oleva tutkimushanke tutkii, miten metallimateriaalien tuottavuutta voidaan lisätä optimoimalla valmistusprosessin prosessiparametrit. Koska AM on kallis valmistustekniikka, kappaleen tuottavuuden lisääminen merkitsee alhaisempia toimitusaikoja ja kustannuksia. Tässä hankkeessa AMEXCI tekee yhteistyötä Williamin kanssa, joka suorittaa kemian tekniikan ja materiaalisuunnittelun maisterin tutkintoa Uppsalan yliopistossa. Tämän tutkimuksen yhdistäminen teollisuuteen antaa meille mahdollisuuden räätälöidä prosessi kunkin asiakkaan rakennustehtävän mukaan - ja antaa heille parhaan yhdistelmän tulostusaikaa, joka liittyy kustannusten alentamiseen, ja materiaalin laatua, joka sopii heidän komponentteihinsa parhaiten.  

William pitää additiivista valmistusta uutena tekniikkana, joka tarjoaa loputtomia mahdollisuuksia. Hän oli innostunut aloittamaan tutkimushankkeen AMEXCI:ssä, koska konsepti veti häntä puoleensa heti alusta alkaen. Hänen tutkimuksensa tavoitteena on tarjota teollisuudelle lisää tietotaitoa siitä, miten tuottavuutta voidaan lisätä: "Haluamme tarjota teollisuudelle jotakin, koska se on vielä uusi ala (AM). Parantamalla tuottavuutta voimme saada tämän tekniikan yleistymään". 

Hedelmällisen yhteistyön tuloksena syntyvä tieto

AMEXCI:n ja yliopistojen välisen myönteisen yhteistyön tuloksena syntyvän uuden tiedon kehittäminen auttaa AM-teollisuutta lisäämään asiantuntemustaan ja edistää myös tutkimuksen edistymistä. Samalla opiskelijat ovat arvokas voimavara additiivisen valmistustekniikan kehitykselle, ja tarjoamalla heille keinoja soveltaa tietojaan käytäntöön edistämme teollisuuden ja korkeakoulujen välisen kuilun kuromista umpeen. Konkreettisemmalla tasolla nämä tutkimushankkeet antavat meille keinot ylittää rajoja tuottavuuden ja näiden materiaalien ja koneiden ominaisuuksien osalta.  

Nämä hankkeet ovat esimerkkejä yliopistojen ja AMEXCI:n yhteistyöstä vuosien varrella. Odotamme innolla lisää tällaisia tutkimushankkeita tulevaisuudessa, jolloin yhä useammat yliopistot ja opiskelijat osallistuvat AM-tietämyksen tuottamiseen. Lopuksi topologian optimointia ja prosessiparametrien kehittämistä tuottavuuden lisäämiseksi koskevat hankkeet julkaistaan DiVA:ssa (Digitala Vetenskapliga Arkivet ) yleisön saataville.