Soveltuuko metallien 3D-tulostus suomalaiseen metalliteollisuuteen?

Kolumni  11.02.2020

Suomalaisen metalliteollisuuden uusi herääminen metallien 3D-tulostuksen hyödyntämiseen sekä kehityksessä että tuotannossa on tapahtumassa juuri nyt. Merkittävimpiä syitä ovat tarjolla olevan materiaali- ja ominaisuusvalikoiman laajentuminen lähemmäksi suomalaisen teollisuuden perinteisiä kiinnostuksen kohteita. Lisäksi ulkomaisten referenssiapplikaatioiden lähestyminen suomalaista valmistavan teollisuuden tämänhetkistä arkipäivää.

Metallien 3D-tulostusta voimakkaimmin hyödyntävän ilmailuteollisuuden sovelluskohteiden painopiste on siirtynyt turbiinimoottoreiden johdesiipien nikkelisuperseoksista kohti lentokoneiden runko- ja siipirakenteiden sarana-, lämmönvaihdin- ja hydrauliikkakomponenttien valmistamista alumiini-, kupari- ja terässeoksista. Monet suomalaisen valmistavan teollisuuden koneet ja laitteet sisältävät vastaavia osakokonaisuuksia. Valmistuksessa 3D-tulostuksen mahdollistama eri komponenttien toiminnallisuuksien yhdistäminen samaan kappaleeseen, älykäs suunnittelu ja tuotannollinen joustavuus tuovat uusia mahdollisuuksia kilpailukyvyn kasvattamiseen.

3D-tulostuksella kupariseoksesta valmistetun polttokammion pinta-rakennetta.

Uudet metallimateriaalivaihtoehdot 3D-tulostukseen

Tehotiheydeltään parantuneiden lasereiden ja monilaser-skannerijärjestelmien myötä metallien 3D-tulostukseen ovat tulleet mahdollisiksi uudet, myös suomalaiselle teollisuudelle läheisemmät valmistusmateriaalit eli alumiini- ja kupariseokset erilaisilla seosainepitoisuuksilla.

Viimeisen vuoden aikana varsinkin korkeaa lämmönjohtavuutta vaativissa auto- ja sähköteollisuuden applikaatiossa lämpökäsiteltyjen rakennekupariseosten ja puhtaan kuparin mahdollisuudet ovat herättäneet kiinnostusta ja avanneet kokonaan uusia sovelluskohteita metallien 3D-tulostukselle.

Kupariseoksien lämpökäsittelyllä voidaan optimoida lämmönjohtavuuden ja mekaanisten ominaisuuksien haluttu tasapaino eri käyttökohteisiin. Parasta mahdollista lämmönjohtavuutta haettaessa uudet suurteholaserit ovat mahdollistaneet myös puhtaan kuparin prosessoinnin, jolloin erinomaiset johtavuusominaisuudet ovat käytettävissä suoraan 3D-tulostuslaitteesta ilman lämpökäsittelyä.

Juha Kotila
R&D Group Manager
EOS Finland, Turku

EOS Finlandin uudet suomalaiset metallimateriaalivaihtoehdot ja niitä käyttävien 3D-tulostusprosessien esimerkkikappaleet ovat nähtävillä 3D & New Materials -tapahtumassa.
Pääkuvassa 3D-tulostukselle optimoitu ja valmistettu hydrauliikkalohko. Valmistaja Liebherr.