Materiaalit

Tänne tuodaan hankkeen tuloksia.

Mitä on suorakerrostus?

Suorakerrostus (eng. directed energy deposition DED) on lisäävän valmistuksen (kansankielisesti 3D-tulostus) tekniikka, jossa kappale rakennetaan kerroksittain kohdistamalla materiaalia ja lämpöenergiaa samanaikaisesti samaan kohtaan. Käytännössä tämä voi tarkoittaa esimerkiksi hitsausrobotin käyttöä kappaleen tulostamiseen, jolloin materiaali on hitsauslanka ja energia on valokaari. Tällöin hitsausrobotti kerrostaa metallia palko kerrallaan haluttuun muotoon, ennalta ohjelmoidun työkaluradan mukaisesti.

Suorakerrostus viittaa yleensä 3-ulotteisten kappaleiden valmistukseen, mutta sitä voidaan käyttää kappaleiden ”tulostamisen” lisäksi myös kuluneiden osien korjaamiseen, lisäämällä materiaalia kuluneen kohdan päälle, tai uudelleenrakentamalla rikkoutunut muoto. Suorakerrostuksen käyttäminen 2-ulotteiseen korjaukseen tai pinnoitukseen on käytännössä sama asia kuin laser- tai hitsauspinnoitus, joka on jo pitkään käytössä ollut tekniikka. Termiä suorakerrostus käytetään painottamaan, että korjaus voi nykyään olla myös monimutkaisempi 3-ulotteinen muoto.

Suorakerrostus voidaan ISO/ASTM 52900 -standardia mukaillen jakaa kolmeen yleisimpään kategoriaan; valokaari-lanka, laser-lanka, ja laser-jauho. Englanniksi termit ovat DED-Arc/wire, DED-LB/wire, DED-LB/powder, tosin yleisesti näistä näkee käytettävän tuotemerkkejä kuten WAAM, LMD, ja LENS. Kullakin menetelmällä on omat vahvuutensa ja heikkoutensa, mutta karkeasti voidaan ajatella että valokaari-lanka -menetelmä on nopein ja karkein, laser-jauho on hitain ja tarkin, ja laser-lanka jotain siitä väliltä. Kullakin menetelmällä on varsin erilaiset materiaalivirrat, kustannukset, ja suunnittelussa huomioitavat asiat. Tässä hankkeessa pyritään tuottamaan tietoa ja työkaluja näiden erojen arviointiin tyypillisissä korjaustapauksissa.