3D-tulostus nopeuttaa ja vapauttaa tuotekehitystä Valmetilla
Valmet hyödyntää 3D-tulostusta muun muassa Valmet IQ -laadunhallintajärjestelmän tuotekehityksessä.
Valmetin yhteistyö 3DStepin kanssa alkoi vuonna 2017, kun yrityksen paperin laadunhallintajärjestelmiä suunnittelevassa yksikössä haluttiin kokeilla 3D-tulostuksen mahdollisuuksia prototyyppien nopeassa ja kustannustehokkaassa valmistuksessa. Viisi vuotta myöhemmin kumppanuus jatkuu edelleen tiiviisti ja on ajan mittaan myös laajentunut. Kaiken kaikkiaan 3D-tulostusta on hyödynnetty jo noin sadan eri tuotemallin kehityksessä ja kymmeniä osia valmistetaan sarjatuotantona 3D-tulostamalla. Yhteistyön parhaina etuina Valmetilla nähdään muun muassa se, että 3D-tulostaminen mahdollistaa heille prototyyppien nopean testaamisen ja jatkokehityksen. Samalla se vapauttaa heidän ajatteluaan perinteisten valmistusmenetelmien rajoitteista.
Valmetin automaatiojärjestelmät-liiketoimintalinja on automaatioalan perinteikäs erikoisosaaja, joka toimittaa automaatioratkaisuja yksittäisistä mittauksista tehtaanlaatuisiin prosessiautomaatiojärjestelmiin. Ratkaisut on suunniteltu maksimoimaan asiakkaiden liiketoimintojen kannattavuutta ja vastuullisuutta tehostamalla raaka-aineiden kestävää käyttöä sekä parantamalla tuotannon suorituskykyä, laadunhallintaa, energiatehokkuutta ja kustannustehokkuutta.
Globaalisti toimivalla Valmetilla panostetaan merkittävästi myös suunnitteluun ja tuotekehitystyöhön. Osana suunnitteluprosessia yrityksen laadunhallintajärjestelmiä suunnittelevassa yksikössä alettiin vuonna 2017 hyödyntää 3DStepin tarjoamaa 3D-tulostuspalvelua. Tavoitteena oli vauhdittaa innovoinnin ja tuotekehitystyön sykliä, tuottaa protoja nopeasti ja kustannustehokkaasti sekä välttää perinteisiin valmistusmenetelmiin liittyvät rajoitteet.
Viisi vuotta myöhemmin Valmetilla todetaan juuri näiden etujen toteutuneen. Kumppanuus on myös vuosien mittaan laajentunut uusiin tuotemalleihin sekä erilaisiin valmistusmateriaaleihin. Käytettyjä materiaaleja ovat olleet muun muassa PA12-poyamidi, lasivahvisteinen polyamidi, korkeamman lämmönkeston PA6MF- mineraalivahvistettu polyamidi, joustavat TPU-materiaalit sekä ESD-käyttöön räätälöity PA11-polyamidi.
3D-tulostaminen tuo meille liiketoiminnallista etua, sillä se mahdollistaa tuotteisiin uudenlaisia ominaisuuksia ja niiden nopeaa testausta. Näin ollen kumppanuus myös vauhdittaa uusien tuotteidemme lanseerausta markkinoille, kertoo laadunhallintajärjestelmien tuotekehityksestä vastaava R&D Director Niko Posti Valmetilta.
Valmetilla nähdään positiivisena asiana, että 3D-tulostuksen avulla voidaan valmistaa yhä monimutkaisempia kappaleita. Suunnittelua ja tuotekehitystä voidaan näin ollen tehdä toiminnallisuus edellä – ei rajoitteiden sanelemana. Yksi konkreettinen esimerkki 3D-tulostetuista tuotteista on automaatioliiketoimintalinjan suunnittelema ja yhdessä 3DStepin kanssa jatkokehitetty alumiininen ilmanohjain, josta saatiin paranneltujen prototyyppien myötä sarjatuotantoon edennyt, asiakkaita hyvin palveleva tuote.
Kustannustehokas 3D-tulostus avaa teollisuudelle uusia ovia
3D-tulostamisen tyypillisiä etuja ovat muun muassa valmistuksen kustannustehokkuus, tuotteiden keveys sekä mahdollisuus uudenlaisiin tuoteominaisuuksiin, jotka eivät perinteisillä menetelmillä ole mahdollisia. Valmetille ovat tulleet tutuksi kaikki nämä edut.
Ennen kaikkea 3D-tulostus mahdollistaa sen, ettei valmistuksen toteutettavuutta tarvitse miettiä suuremmin ennalta. Esimerkiksi suljetun kappaleen sisälle on 3D-tulostuksella mahdollista saada uudenlaisia piirteitä verrattuna perinteisiin valmistusmenetelmiin – vaikkapa ilmasuulakkeiden sisään ohjauskanavia.
Jos 3D-tulostusmahdollisuutta ei olisi, tuote pitäisi rakentaa useasta erillisestä osasta, mikä puolestaan lisäisi merkittävästi paitsi valmistuksen työläyttä myös kustannuksia. Monesta osasta ja monessa vaiheessa valmistettavissa kappaleissa piilee tyypillisesti myös korkeampi laaturiski. 3D-tulostuksella yhteen kappaleeseen saadaan sisällytettyä koko tarvittava toiminnallisuus.
Valmetilla arvostetaan myös 3DStepin kokonaisvaltaista palvelua sekä sitä, että 3D-tulosteet voidaan valmistuttaa kotimaassa sen sijaan että ne täytyisi tilata pitkän matkan takaa esimerkiksi Kauko-idästä. Kotimainen palvelu on paitsi nopeampaa myös ympäristöystävällisempää.
Valmetin automaatiojärjestelmät-liiketoimintalinjan suunnittelema ja yhdessä 3DStepin kanssa jatkokehitetty alumiininen ilmanohjain on yksi sarjatuotantoon edenneistä 3D-tulostetuista tuotteista.
Kätevä online-tilausjärjestelmä
Valmetin automaatiojärjestelmät-liiketoimintalinjan ja 3DStepin pitkän kumppanuuden myötä toimintamallit ovat asettuneet monin puolin hyvin uomiinsa. Tyypillisen tilauksen yhteydessä Valmetilla ladataan 3DStepin selainpohjaiseen online-tilausjärjestelmään malli, valitaan materiaali ja tarvittavat jälkikäsittelyt ja tehdään tilaus. Tämän pohjalta 3DStep pääsee hyvin suoraviivaisesti viemään osia tuotantoon.
Yhteistyö Valmetin automaatiojärjestelmät-liiketoimintalinjan kanssa on mielenkiintoista ja positiivisella tavalla haastavaa. Olemme päässeet kokeilemaan yhteisissä projekteissamme toisinaan jopa teknologian rajoja, 3DStepin CTO Vesa Kananen toteaa.
Valmetilla arvostetaan palvelussa muun muassa sitä, että tilaaja saa nopeasti tiedon valmistuksen hinnasta sekä sarjakoon vaikutuksista kustannustasoon. Tarjouksen jälkeen tilaaja pystyy halutessaan vielä muokkaamaan mallia ja siten myös optimoimaan hintaa. Samoin hän saa tiedon mahdollisista virheistä mallissa – vaikkapa liian ohuiksi suunnitelluista seinämistä. Näin virhe voidaan vielä korjata ennen valmistusta.
Valmetin automaatiojärjestelmät-liiketoimintalinja on vuosien varrella tilannut 3DStepiltä jo satoja prototyyppejä, joista sarjavalmisteisiksi tuotteiksi on jalostunut useita kymmeniä. Tuotekehitysyksikössä pidetään kätevänä, että kappaleita pääsee näin kokeilemaan käytännön tuotteessa ja tuotannossa nopealla aikataululla. Samalla mahdolliset muutosta vaativat kohdat jäävät paremmin haaviin – kehittyneistä 3D-ohjelmistoista huolimatta kappale hahmottuu omissa käsissä eri tavalla kuin ruudulla.
Edistyksellisiin menetelmiin vahvasti panostavalla Valmetilla on itselläänkin 3D-tulostusosaamista ja -laitteita, mutta tämän lisäksi paperin laadunhallintajärjestelmiä suunnittelevassa yksikössä aiotaan hyödyntää jatkossakin 3DStepin erikoistunutta osaamista. Yksikössä on huomattu, että korkeatasoinen 3D-tulostaminen vaatii lopulta aika tavalla erikoistumista ja teknistä osaamista. Tuotekehittäjät hyödyntävät työaikansa mieluummin oman ydinosaamisen parissa ja tilaavat siksi mielellään erikoisosaamista vaativat 3D-tulosteet jatkossakin osaavalta kumppanilta.
