Wärtsilälle puristintyökalun suunnittelu 3D-tulostusta varten
Wärtsilä halusi suunnitella uusiksi venttiilijousen puristintyökalunsa. Tavoitteena oli kevyempi rakenne 3D-tulostuksen avulla. Alun perin työkalu suunniteltiin valmistettavaksi koneistamalla ja hitsaamalla, mutta huolena oli, että se ei kestäisi yli 30 kN:n jousivoimaa. Niinpä Wärtsilä pyysi Etteplanin mukaan suunnittelemaan uusiksi manuaalisen puristimen, jota käytetään sylinterinkannen venttiilien asennuksessa.
Lopulliseen 3D-tulostettavaan osaan harkittiin neljää potentiaalista metallia. Suunnittelussa oli otettava huomioon valmistuskustannuksia ja materiaalinkäyttöä koskevat rajoitukset. Asiakas halusi myös tietää, kuinka nopeasti tämänkaltainen suunnittelutoimeksianto pystyttäisiin viemään läpi.
Simulaatiolähtöistä suunnittelua
Etteplan aloitti perustamalla tiimin, johon kuului AM-tuotannon ja -suunnittelun, topologian optimoinnin ja tulostusprosessin simuloinnin asiantuntijoita. Suunnitteluprosessi käynnistettiin määrittämällä suunnittelun reunaehdot sekä suurimmat kuormitukset, joita työkaluun käytön aikana voisi kohdistua. Topologian optimointiin käytettiin Altair OptiStruct- ja SolidThinking Inspire -ohjelmistoja ja konseptisuunnitteluun FEM-laskentaa. Solidthinking Inspire ohjelmiston PolyNURBS -työkalulla luotiin sileät CAD-pinnat topologiaoptimoitujen tulosten päälle samalla kun rakenteen orgaaniset piirteet säilytettiin. Lopullinen rakenne analysoitiin OptiStruct-ohjelmalla, ja Altair Partner Allianceen kuuluvan Additive Worksin Amphyon-ohjelmaa käytettiin tulostusprosessin simulointiin, jolla varmistettiin komponentin tulostettavuus ja että muodonmuutosten maksimitaso oli hyväksyttävällä tasolla.
Hyödyt Wärtsilälle
Etteplan suunnitteli puristimen, joka oli valmis tulostettavaksi viikossa siitä, kun projektin aloitusdata lyötiin lukkoon. Topologialtaan optimoitu rakenne täytti sekä kustannus- että materiaalinkäyttötavoitteet. Lisäksi varmistettiin, että rakenteen tulostamisessa ei tarvita lisätukia, mikä pienentää valmistuskustannuksia entisestään, kun materiaalia ei mene hukkaan ja jälkityöstökustannukset jäävät minimiin.
Menestyksen avaimet
Etteplanin suunnittelema lopullinen puristin, jota käytetään venttiilien asennuksessa sylinterinkanteen, täytti kaikki Wärtsilän AM-suunnittelulle antamat tavoitteet – ja enemmän. Kokenut asiantuntijatiimi pystyi toteuttamaan projektin nopeasti. Itsekantavan rakenteen topologia optimoitiin, jolloin siihen ei jäänyt lainkaan ylimääräistä materiaalia. Tulostusprosessin sujuvuus varmistettiin simuloinnilla.
Aiheeseen liittyvät referenssit
Ainetta lisäävä valmistus
Senop hyödyntää lisäävää valmistusta ainutlaatuisen ratkaisun kehittämisessä
Ainetta lisäävä valmistus
UPCAST® parantaa valulinjansa jäähdytystehokkuutta AM-teknologian avulla
Ainetta lisäävä valmistus
Valmet kehittää vihreää siirtymää tukevaa teknologiaa, joka korvaa muovin uusilla kuitutuotteilla – Etteplan mukana projektitiimissä
Ainetta lisäävä valmistus
3D-tulostettava hydrauliikkalohko John Deere Forestrylle
Kysy asiantuntijaltamme
Department Manager, AMO
Pakollinen kenttä
Kun lähetät tämän lomakkeen, asiantuntijamme ottaa sinuun yhteyttä sähköpostitse tai puhelimitse. Lähettämällä lomakkeen hyväksyt tietosuojakäytäntömme.