Sacotec Day verkkokoulutus

Esitys aiheesta: "Sacotec Day verkkokoulutus"— Esityksen transkriptio:

1 Sacotec Day verkkokoulutus
HINTAKOMPONENTIT ja TARJOUSPYYNTÖ,

2 Kappaleen tuotannon hintakomponentit
TEKNISET VAATIMUKSET JA OMINAISUUDET TYÖKALUN TUOTANTO KAPPALEMÄÄRÄ VAHAPUUSSA VIIMEISTELYT (pintakäsittely & koneistus & todistukset) TEKNISET VAATIMUKSET JA OMINAISUUDET: Näillä määrittyy tarkkuusvalu- menetelmän soveltuvuus kappaleen valmistusmenetelmäksi. Pääsääntöisesti pyritään kappaleisiin , joita ei tarvitse tai tarvitsee vain vähän työstää valun jälkeen. Kuitenkin toiminnan kannalta tiukat toleranssit saattavat tarkoittaa tarvetta työvarojen lisäämiseen ja sitä kautta jälkityöstön lisääntymiseen. Suuri jälkityöstöpintojen määrä saattaa tarkoittaa, ettei kappaleen aihiota kannata valmistaa valamalla, vaan työstäminen alusta alkaen on edullisempaa. Joissain tapauksissa materiaali itsessään taikka materiaalin työstämisen haasteet tekevät tarkkuusvalulla valmistetun aihion valmistamisen järkeväksi. TYÖKALUN TUOTANTO: Seuraavassa diassa valmistuskustannukseen vaikuttavia tekijöitä. Vahatyökalusta pyydetään valmistustarjous hyviksi koetuilta työkalu- valmistajilta, omaa työkaluvalmistusta ei ole. 3D-TULOSTEET: Tarjoukset valittujen materiaalien toimittajilta. KAPPALEMÄÄRÄ VAHAPUUSSA: Käsittely-yksikön koko vahapuun valmistuksen ja kappaleiden irrotuksen välillä. Määrittää myös omalla tavallaan kappaleen fyysistä kokoa. KAPPALEPAINO: Arvokkaimmilla materiaaleilla ja isoilla kappaleilla vaikutus suuri VIIMEISTELYT: Jokaisella viimeistelyvaiheella on kappalekohtainen kustannus, joka perustuu käytettyyn aikaan taikka kilomäärään. 3D- TULOSTEET KPL-PAINO

3 Tekniset vaatimukset VAIKUTTAA 43.55+-0,2 Vaatimukset / ominaisuudet
8/25/2019 Tekniset vaatimukset VAIKUTTAA Vaatimukset / ominaisuudet KPL HINTA VAHATYÖ-KALUN HINTA Toleranssit Työvarat Valunapa lkm, sijainti ja koko Säteet ulko/sisä Kavitio (pesä) (lkm) Kappaleen muodot Kappaleen merkinnät ja niiden sij. Jakotaso Vastapäästöt ja liikkuvat luisti- rakenteet vahatyökalussa Ulostyöntötapit Kappaleen koko Kappaleen tarvitsema syöttöjärj. ,2 Diassa esitetty, vaikuttaako vaatimus/ominaisuus kappaleen vai vahatyökalun hintaan. Mittojen tiukat toleranssin tuovat lisävaiheiden (esim. työvarojen koneistus) kautta lisäkustannusta kappalehintaa. Vahatyökalun valmistukseen ei juurikaan vaikutusta. Oikein valitut toleranssit kappaleen toiminnan kannalta. Kappaleessa olevat massakeskittymät vaativat usein kukin oman valunavan (syötön). Vältä useita massakeskittymiä, pyri poistamaan niitä esimerkiksi kevennyksillä, huomioiden kuitenkin vahatyökalun valmistusmahdollisuus. Tarkkuusvalukappaleessa pitäisi aina olla säteet sekä ulkonurkissa että sisäkulmissa. Niillä on positiivinen vaikutus mm. vahatyökalun valmistukseen, keraamisen kuoren kestävyyteen, valukappaleen puhdistukseen. Kerran vahatyökaluun tehty tuotemerkintä kopioituu kaikkiin sillä valmistettuihin teräskappaleisiin. Vahatyökalu suora jakotaso on aina edullisin, mutta nyky 3D-suunnittelulla ja suurnopeuskoneistuksella tehdyt siirrot vaikuttavat vain vähän työkalun valmistus kustannukseen. Vahatyökalun luonnollista aukeamissuuntaa kohtisuorassa olevat reiät taikka uppomuodot vaativat luistirakenteita. Ne on mahdollista toteuttaa joko mekaanisella kiilaratkaisulla taikka pneumatiikkasylinterillä. Työkalun osien lisääntymisen myötä valmistuskustannus kasvaa. Kappaleen koolla sekä sillä kuinka monta kavitiota vahatyökaluun täytyy tehdä on vaikutusta vahatyökalurungon valintaan ja sitä myötä työkalukustannukseen. Sacotec

4 Vahatyökalutuotanto VAHA-TYÖKALU POLYSTYREENI TYÖKALU 1 – 16 PESÄÄ
Työkaluvalmistajan hintatarjous + oma suunnittelu VAHA-TYÖKALU POLYSTYREENI TYÖKALU 1 – 16 PESÄÄ VAHAPUU Materiaaleina pääsääntöisesti työkalualumiini - riittävä lujuus vahamallien taikka replicast-mallien puristukseen - suht’ nopeaa työstää pienilläkin terillä - vahatyökalujen kavitioiden pinnanlaaduksi riittää kipinä taikka työstöpinta eli ei tarvitse kiillottaa juurikaan - polystyreenimuoteissa pinnan viimeistely kuitenkin kohtuu helppoa - hyvä lämmönjohtavuus - ainoastaan isoilla kappaleilla saattaa olla työkalussa olevia jäähdytysvesikanavia - pienillä sarjasuuruuksilla (alle 500), vahatyökalut usein manuaali- käyttöisiä, suuremmilla sarjakoilla automatisoitu mekaanisilla kiilaliikkeillä taikka pneumatiikkasylintereillä Muoviset 3D-printtimateraalit eivät sovellu vahatyökalumateriaaleiksi huonon lämmönjohtavuutensa takia Metallisten 3D-printtien karhea pinnanlaatu on vielä este sellaisten käyttämiselle vahatyökaluina

5 Vahanpuristustyökalukustannus sisältää
SUUNNITTELU VALMISTUS JA 0-SARJA KAPPALEET SÄILYTYS JA HUOLTO Tarvittavien valuteknisten muutosten mallinnus Vahatyökalun kavition mitoitus / toleranssit Syöttöjärjestelmän suunnittelu / simuloinnit Vahatyökalun suunnittelu Vahatyökalun valmistuksen organisointi Vahatyökalun valmistuskustannus alihankkijalla Työkalurunko, raaka-aineet ja standardiosat Vahatyökalun testipuristukset Ensimmäisten vahamallien mittaus Protosarjan teräskappaleiden mittaus / skannaus Sekä pöytäkirjat Työkalun elinikäinen huolto Työkalun elinikäinen säilytys Tarjouksen pyytäjälle lähettämässämme tarjouksessa näkyvä ”Työkalukustannus”-kohta pitää usein sisällään vain diassa boldatut asiat: vahatyökalun suunnittelu, työkalurunko ym. materiaali, työkalun valmistan tarjouksen mukaan määrittynyt valmistuskustannus sekä mahdollisesti tarvittavan täsmäystyökalun valmistuskustannus. Muiden lueteltujen asioiden tekemiseen kuluu kyllä tunteja, mutta asiakas saa ne ikään kuin ”kaupan päälle”. Meidän työkalutarjouksemme sisältää kustannukset edellä mainituista asioista täysimääräisenä, eikä valmistuskustannuksesta ole osaa siirretty kappalehintaan. Joskus asiakkaat viestittävät palautteessaan saaneensa muulta tarkkuusvalimolta todella halpahintaisen tarjouksen työkalusta. Tuolloin hinta saattaa olla niin alhainen, ettei sillä voi saada edes työkalun raaka-aineita saatikka valmistustunteja. Vahatyökalut säilytämme noin 10 vuoden ajan viimeisimmästä valmistuserästä, jonka jälkeen kysymme asiakkaalta mahdollisuutta lähettää työkalu asiakkaan omaan säilytykseen taikka romutukseen. Vahatyökalut ovat asiakkaan omaisuutta, mutta niissä saattaa olla valimon omia ominaispiirteitä syöttöjärjestelmissä taikka vahamallien kutistumissa. Tästä syystä työkalua ei voi varauksetta siirtää toiseen valimoon.

6 3D-tulosteet PMMA-muovituloste MJP-vahatuloste VAHAPUU
3D-tulostevalmistajan hintatarjous + oma suunnittelu PMMA-muovituloste MJP-vahatuloste VAHAPUU 3D-printtien tarjouspyyntö ja valmistus tarvitsee aina 3D-mallin esimerkiksi STL-muodossa. 3D-mallissa täytyy olla oikea materiaalista ja muodoista riippuva kutistumakerroin sekä syöttökohta taikka -kohdat, ns. valunavat. 3D-printtimateraali PMMA: kun kappalekoko noin yli 50*50*50mm kappaleen tilavuus ja korkeus rakennussuunnassa vaikuttaa valmistuskustannukseen muovipulverista sideaineen avulla kasattu malli tarvitsee pintaansa vahakerroksen, jottei prosessimme kuoren valmistuksen liemi imeydy mallin huokosiin. materiaalin poistaminen kuoren sisältä tapahtuu polttamalla, odotusaika sopivaan väliin valmistaja tarjoaa 3D-tulosteita kolmessa eri toimitusaikaluokassa ( 5,10 ja 15pv) tasaamaan näin kuormaansa. Mitä nopeammin mallit haluaa sitä enemmän joutuu maksamaan. Saksassa lähin valmistaja 3D-printtimateriaali MJP/Projet erinomainen tarkkuus sekä pinnanlaatu valmistusmateriaalin hinta korkea, joten ei ole kustannustehokas isoilla paljon materiaali sisältävillä tulosteilla materiaalin poisto keraamisen kuoren sisältä onnistuu autoklaavissa (normaali prosessi), ei odotusaikaa - valmistajia löytyy Suomesta

7 Kappalemäärä vahapuussa
Kappaletta / puu muodostaa yhden käsittely-yksikön koon VAHAPUU REPLICAST-PUU 1KPL 42KPL 702KPL KPL/VAHAPUU vaihtelee 1 – noin 1000kpl välillä Suunnitellussa vahapuun rakenteessa huomioitava syöttöjärjestelmän toimivuus, jotta teräsvalut ovat mahdollisimman huokoisettomia. Syöttöjärjestelmän toimivuutta arvioidaan tekemällä jähmettymis- ja täyttymissimulointeja ennen fyysisten puiden liimaamista Vahamalleista, polystyreenimalleista taikka 3D-printtimalleista on kyettävä kasaamaan riittävän tukeva puu kestämään keraamisen kuoren valmistuksen Puun layoutin on oltava sellainen että keraaminen kuori muodostuu joka paikkaan halutun vahvuisena, jotta se kestää valamisen pöydällä taikka hiekkapetiin upotettuna Layoutin on myös mahdollistettava teräskappaleiden irrottaminen valupuusta vaurioittamatta viereisiä kappaleita. Irrottaminen tapahtuu, joko laikkasahalla taikka murtamalla.

8 Syöttöjärjestelmän hyvä toimivuus takaa sisäisesti ehjät kappaleet
SIMULOINTI jähmettyminen täyttyminen Hyvä toimivuus tarkoittaa mm. kanavistolla ja kappaleen muodoilla luotua jähmettymiskykyä niin että kappaleen sisällä teräksen jähmettymis rintama etenee syöttökohdan kautta ulos jättämättä kappaleen sisälle jähmettyneen teräksen ympäröimiä sulia kohtia.

9 Jähmettymissimulointiesimerkki – sularintama hetkellä X
Katso VIDEO 1 KPL1 KPL2 KPL3 HUOKOISUUTTA REIKÄ / OHUT KOHTA Lämpötila-asteikko Jähmettymis- piste Katso video 1, siinä katsotaan jähmettymisrintaman etenemisen tilannetta 85 sekunttia sulan kaatamisesta muottiin. Videossa tilanne näkyy otettuina kuva- viipaleina kappaleen ja syöttöjärjestelmän eri kohdista. Alla hieman selostusta simuloinnin näyttämästä. Simulointi ei tee ehdotusta syöttöjärjestelmää parantavista toimenpiteistä, se ainoastaan kertoo tilanteen ja simuloijan on itse päätettävä millaisia muutoksia tarvitsee tehdä. Esimerkissä kolme samannäköistä kappaletta, kaksi samanlaista ja yksi pidempi, on yhdistetty yhteiseen syöttöjärjestelmään. Kpl1 on syötetty keskeltä ja reikä/ohut kohta estää oikeassa järjestyksessä etenevän jähmettymisen ja siksi reiän yläpuolelle muodostuu huokoisuutta. Sulakeskittymän ollessa ympäröitynä jähmettyneellä teräksellä ja sen tilavuuden pienentyessä jäähtymisen seurauksena on lopputuloksen huokoinen kohta kappaleeseen. Kpl2 on syötetty reiän kohdalta, joten siinä syöttökyky on samanlainen ja riittävä sekä reiän yläpuolelle että alapuolelle. Toki pientä näyttämää näkyy syöttökohdan puolella ja se kohta saataisiin paremmaksi / kokonaan pois pidentämällä valunapaa. Kpl3 on syötetty edelleen reiän kohdalta, mutta koska kappale on pidempi, ei syöttökyky ole riittävä koko matkalle. Korjaavana toimenpiteenä olisi toisen syötön lisääminen keskelle reiän ja toisen pään välistä aluetta. Toinen syöttö usein merkitsee vähemmän kappaleita / vahapuu ja sitä myötä valmistuskustannuksen nousua. Simulointi tehty MeehaniteCast ohjelmistolla. SYÖTTÖ KOHTA / VALU- NAPA Tiiveysasteikko SYÖTTÖ JÄRJESTELMÄ

10 Jähmettymissimulointiesimerkki – röntgen näkymä
Katso VIDEO 2 NÄKYVIÄ HUOKOISIA MIKRO HUOKOISIA HUOKOISUUS ASTEIKKO Video 2 näyttää samalla tavalla viipaleina läpi kappaleiden ja syöttöjärjestelmän lopullisen tilanteen jähmettymisen jälkeen. Värikoodi kertoo ”vakavuus” asteen. Simulointi voidaan tehdä myös ilman syöttöjärjestelmää kertomaan massakeskittymien paikat ja näin on helpompi asetella syötöt / valunavat lähemmäs oikeita paikkoja. EI HUOKOISIA

11 Muita hintakomponentteja osana valmistettavuuskartoitusta
KONEISTUS Esimerkkejä: Pumpun osia Pumpun runko Duplex-terästä 400 x 300 mm ~ 25 kg Vaikka pyrkimyksenä on mahdollisimman asennusvalmis komponentti suoraan valamalla, ei se useinkaan ole mahdollista. työstämistä tarvitaan kun esimerkiksi : - toleranssivaade on tiukka kappaleen toiminnan takia - kappaleessa pitkiä reikiä - kappaleessa syviä kapeita uramuotoja - tarvitaan kierrereikiä - sovitepintoja - liukupintoja - valupinta ei ole riittävän hyvä

12 Mittatarkastusraportti
8/25/2019 Mittatarkastusraportti Optinen 3D-skannaus / ATOS Scanbox Vertailu 3D-mallin ja valetun kappaleen välillä Perinteisesti koskettavilla mittavälineillä tehdyt mittaukset on suurelta osin korvattu optisella 3D-skannauksella. Alkuperäistä 3D-mallia ja valetun kappaleen skannausmallia verrataan keskenään. Raportti kertoo eri väreillä, onko toteutuneet mitat toleranssi- alueella vai yli- taikka alimittaisia. Tallennetuista skannausmalleista on myös mahdollista mitata mittoja perinteisten mittavälineiden käyttämisen tapaan. Kappaleen pintojen kiiltävyys vaikuttaa mittauksen onnistumiseen ja esimerkiksi koneistettuihin pintoihin on sumutettava ainetta, joka tekee pinnoista matan. Näytekappaleita mitataan yleensä 5 kappaletta. Sacotec

13 Vahamallien valmistuksen vertailu
Valukpl valmistus kustannus TK-suunnittelu-kustannus Malli-kappaleen valmistus-kustannus Vahatyökalun valmistus-kustannus Protosarjan valmistuksen kesto Tuotannon aloitus vahatk:lla Valu-kappaleiden pinnanlaatu Valu-kappaleiden mittatarkkuus Vahamallina 3D-printti ** *(2) *(3) EI **** */**(6) Koneistettu vahamalli *** *(4) *(7) Silikoni vahatyökalu Alumiininen vahatyökalu *(1) *(5) (1). Monikavitioisella luotettavasti toimivalla vahatyökalulla saadaan paras tuottavuus vahamallien valmistukseen ja näin myös alhaisin valmistuskustannus (2). 3D-printtien valmistamista varten 3D-malleihin tarvitsee lisätä vain ns. valunapa, kutistumakerroin ja mahdolliset työvarat, joten useinmiten suunnittelu vie vain vähän aikaa. (3). 3D-printtitekniikan kehittymisen myötä mallien valmistuskustannukset on saatu kohtuulliselle tasolle ja yleensä kappaleen muodoilla ei ole merkitystä 3D-rintin hintaan (4). Koska Sacotecilla ei ole oma 3D-printteriä, on nopein tapa saada uuden tuotteen vahamalli aikaiseksi koneistamalla se vahasta. Rajoittuu kuintenkin yksinkertaisiin muotoihin ja pieneen määrään kappaleita (alle3). (5). Jos protosarjan vahamalleja varten on suunniteltu ja valmistettu vahatyökalu, ensimmäisten tuotantosarjan vahamallien valmistus voidaan aloittaa heti mikäli kappale täyttää sovitut vaatimukset. (6). Nykyisten, varsinkin vahamaisesta 3D-printtimateriaalista tulostettujen mallien pinnanlaatu on erinomainen ja jopa valukappaleestakin on vaikea nähdä millä menetelmällä malli on valmistettu. Portaattaisuus harvemmin erottuu. (7). Koneistamalla valmistetut vahamallit on tarkimpia riippuen toki koneesta. * = PIENIN / PARHAIN / NOPEIN **** = SUURIN / HUONOIN / HITAIN

14 Näin pyydät tarjouksen

15 Tarjouspyynnön sisältö
3d-malli, prototyyppi kappale toiminta / liittyminen muihin osiin 2d-piirustus tekninen yhteyshenkilö toiminnan kannalta oikein asetetut toleranssit piirustuksessa materiaali kappalemääräennuste