Design för additiv tillverkning åt Wärtsilä

Fyra olika metaller övervägdes för additiv tillverkning av komponenten och till designmålen hörde bland annat minskade tillverkningskostnader och materialåtgång. Kunden ville dessutom få tydliga besked om hur snabbt denna typ av designarbete kunde slutföras.

Till detta projekt samlade Etteplan ett team med experter på additiv tillverkning, design för additiv tillverkning, topologioptimering och simulering av 3D-printprocessen. Arbetet inleddes med att avgränsa designutrymmet samt fastställa gränsvärden och maxbelastningar som verktyget utsätts för vid användning.

I konceptfasen användes Altair OptiStruct och SolidThinking Inspire för topologioptimering och FEM-analyser. Inspire PolyNURBS användes för att skapa CAD-geometrier över de topologioptimerade resultaten utan att förlora de organiska designegenskaper man ville bevara. Därefter användes OptiStruct för prestandabedömning av den slutgiltiga komponentdesignen och Additive Works Amphyon, en del av Altair Partner Alliance (APA), för att simulera printprocessen och säkerställa att komponenten går att printa med rimliga distorsionsnivåer.

Etteplan tog fram en design för pressverktyget på bara en vecka från att projektets utgångsdata slogs fast. Den topologioptimerade designen uppfyllde både kostnads- och materialeffektivitetsmålet. Designen är dessutom självbärande, vilket minskar tillverkningskostnaderna ytterligare genom att eliminera materialförluster och minimera kostnaderna för efterbearbetning.

Etteplans slutgiltiga design för pressverktyget som används vid montering av ventiler i topplock överträffade samtliga designmål som Wärtsilä hade ställt upp. Det snabba slutförandet möjliggjordes genom att samla ett team av experter som med hjälp av topologioptimering eliminerade överflödig materialförbrukning med en självbärande design och simulerade printprocessen för att säkerställa att delen kunde tillverkas med 3D-printer.