Close

3D-tulostus elintarviketeollisuudessa: Case Välimeren Herkut

Ca-Sa Välimeren Herkut Oy on pieni Espoossa sijaitseva elintarviketehdas, joka keskittyy Välimeren alueen erikoisuuksiin, kuten oliiveihin, artisokkiin, hummukseen, pestoon ja tsatsikiin sekä laajaan valikoimaan erilaisia marinadeja ja kastikkeita maailman eri ruokakulttuureista

”Pystymme nyt mukautumaan asiakkaiden toiveisiin paremmin kuin kukaan muu.”

Toimitusjohtaja Petri Klemetti, Välimeren Herkut, 
 

3D-tulostuksella voidaan minimoida tuotantokatkokset

Elintarvikkeiden tuotannossa on monia alueita, joilla 3D-tulostuksen (ainetta lisäävä valmistus, additive manufacturing, AM, 3D-tulostus) tarjoama suunnitteluvapaus ja mahdollisuus nopeaan valmistukseen ovat erittäin kiinnostavia ominaisuuksia. Kalleimpia ja kehittyneimpiäkin koneita joudutaan muokkaamaan elintarviketehtailla omien tarpeiden mukaan. 3D-tulostuksella voidaan valmistaa muokkausprosessin vaatimat osat tai menetelmää voidaan käyttää nopeaan prototyyppien valmistukseen, jotta osia voidaan testata ennen valmistusta perinteisillä valmistusmenetelmillä. Erikoisosat tulevat usein myös erittäin kalliiksi, niillä voi olla pitkät toimitusajat ja valmistajat saattavat olla haluttomia ylipäänsä toimittamaan niitä. 3D-tulostus on tällöin vaihtoehto väliaikaisten tai varsinaisten varaosien valmistukseen, jotta tuotantokatkokset saadaan minimoitua ja säästettyä kustannuksia.

 

Olemassa olevan koneen muokkaaminen 3D-tulostusta hyödyntämällä 

Etteplanilla on runsaasti tietoa ja kokemusta myös sellaisten 3D-tulostettujen komponenttien suunnittelusta ja valmistuksesta, jotka sopivat elintarviketuotantoon. Etteplan ja Välimeren Herkut tunnistivat yhdessä kolme tapausta, joissa 3D-tulostus tarjoaisi selkeän mahdollisuuden aloittaa uusien, asiakkaiden vaatimuksia vastaavien tuotteiden tuotannon. 

Ensimmäisessä tapauksessa oli kyse olemassa olevan karusellityyppisen saumaajan muokkaamisesta uutta tuotantolinjaa varten. Välimeren Herkut sai eräältä asiakkaaltaan tarjouspyynnön tuotteesta, joka tuli pakata pieneen pyöreään kuppiin, jossa on helposti irrotettava muovikansi. Tilaus oli niin iso, että pakkausten saumaaminen käsin ei ollut vaihtoehto. Uuden saumaajan hankinta olisi tullut aivan liian kalliiksi, joten ainoa vaihtoehto oli päivittää olemassa ollut karusellityyppinen saumaaja. Perinteisillä valmistusmenetelmillä muutostyö olisi ollut pitkä ja kallis projekti. 

Valimeren-herkut-case-1.png

Tapaus 1: Karusellisaumaaja ja alkuperäinen kuppi (nelikulmainen) ja uusi kuppi (pyöreä).

Laitteen suuttimen uudelleensuunnittelu 

Toisessa tapauksessa oli kyse laitteen osan muokkaamisesta. Korvattava osa oli yksinkertainen suutin laitteessa, jolla pakataan salaatinkastikkeita ja muita kastikkeita pieniin annospusseihin. Kun oikea määrä kastiketta on virrannut suuttimen läpi, kone saumaa pussin. Suuttimesta ei saa tippua lainkaan kastikepisaroita saumauksen aikana, koska tällöin saumaus voisi epäonnistua ja tuote pilaantua. Suutinaukon läpimitan on oltava juuri oikea kullekin kastikkeelle, jotta suutin ei tiputtele kastiketta (paksuille kastikkeille oltava isompi suutin). Oikeaa kokoa ei saa kuitenkaan selville kuin kokeilemalla. Välimeren Herkkujen koneeseen oli vain yhtä suutinkokoa, joten se soveltui hyvin rajallisen tuotevalikoiman pakkaamiseen.

Valimeren herkut case 2

Tapaus 2: Kastikkeiden pakkaamiseen yksittäispusseihin käytettävä kone; esimerkkipussi; alkuperäinen suutin

Kolmannessa tapauksessa tutkittiin nopean prototyyppien valmistuksen tarjoamia mahdollisuuksia. Tässäkin tapauksessa asiakkaan vaatimukset synnyttivät tarpeen muokata olemassa olevaa, salaattikastikkeiden pakkaamiseen käytettävää konetta. Asiakas halusi uuden tuotteen, joka edellytti suurempaa annosteluvolyymia. Uusi pumppu ja muut osat olisivat maksaneet noin 40 000 euroa.

Valimeren herkut case 3

Tapaus 3: Muun muassa salaatinkastikkeiden pakkaamiseen käytettävän koneen komponentteja

Kolme ainutlaatuista ratkaisua asiakastarpeeseen

Etteplan kehitti kolme yksilöllistä ratkaisua Välimeren Herkkujen tarpeisiin. Ensimmäisessä tapauksessa AM-suunnitteluinsinööri kehitti fiksun ratkaisun, jolla saumaajan karusellia voitiin muokata nopeasti ja kohtuullisen edullisesti. Karuselliin suunniteltiin ja tulostettiin paikalleen napsautettavat kuppiadapterit. Menetelmänä oli selektiivinen lasersulatus (SLS) ja materiaalina PA2200-jauhe (nylon), joka on hyväksytty elintarvikekontaktiin. Kuppiadapterit suunniteltiin siten, että karusellia ei tarvinnut muokata lainkaan. Samaa karusellin levyä voitiin käyttää molemmille kupeille, ja adaptereita voidaan itse asiassa jatkossa helposti muokata tuleviin asiakastarpeisiin. Muokkauksen vaikutus oli välitön; Välimeren Herkku pystyi ottamaan vastaan 500 000 yksikön tilauksen, jossa käytettiin pieniä pyöreitä kuppeja.

Valimeren-herkut-4.png

Tapauksen 1 ratkaisu saumaajaan: 3D-tulostetut paikoilleen napsautettavat kuppiadapterit elintarviketurvallisesta materiaalista

Toisessa tapauksessa määritettiin parametrit tippumattomille suuttimille, joita 3D-tulostettiin kahdeksassa eri koossa. Vaikeasti puhdistettavien, ruoka-aineita keräävien kohtien välttämiseksi suutinten kokoa ei kaiverrettu itse suuttimeen, vaan suuttimet tulostettiin eri väreillä. Siten suuttimen koon tunnistaminen oli helppoa. Koska osat olivat jatkuvassa suorassa elintarvikekontaktissa, selvitettiin mahdollisia elintarviketurvallisia pintakäsittelyjä. SLS-tulostettujen osien pinta on liian karhea jatkuvaan elintarvikekontaktiin mahdollisen bakteerikasvun vuoksi. Selvityksessä löydettiin ainakin yksi pintakäsittelymenetelmä, joka voisi vähentää pinnankarheuden elintarvikekontaktiin tulevalle ruostumattomalle teräkselle suositellulle tasolle. Tulostettujen suutinten alhaisten kustannusten vuoksi pintakäsittelemättömiä suuttimia voitaisiin kuitenkin käyttää tietyn aikaa ja vaihtaa sitten uusiin. Vaihtoehtoisesti tulostettuja suuttimia voidaan käyttää vain prototyyppeinä oikean suutinkoon löytämiseksi uusille kastikkeille ennen varsinaisten suutinten valmistamista perinteisillä menetelmillä.

Valimeren herkut

Tapauksen 2 tippumattomat suuttimet: 3D-tulostetut parametrisoidut suuttimet, värikoodattu koon mukaan ja turvalliset elintarvikekontaktiin

Kolmannessa tapauksessa annostelukoneen sylinteri ja mäntä suunniteltiin uudelleen sopimaan suuremmalle annosteluvolyymille. Osat 3D-tulostettiin samalla elintarviketurvallisella muovilla ja asennettiin koneeseen. Testeillä varmistettiin, että käytössä olleen pumpun kapasiteetti riitti uudelle annosteluvolyymille, minkä jälkeen komponenttien suunnitelmat lähetettiin eteenpäin valmistettavaksi perinteisillä menetelmillä. Suunnittelun, prototyyppien tulostuksen, testauksen ja lopullisten osien valmistuksen kustannukset olivat murto-osan uuden pumpun kustannuksista, ja yritys pystyi täyttämään uusia asiakastoiveita.

ValimerenHerkut-solution-3.png

Tapauksen 3 annostusratkaisu – 3D-tulostettu mäntä ja sylinteri suurempien annostusvolyymien testaukseen käytössä olleella pumpulla

Koko projektin ajan hyödynnettiin kahta Etteplanin lisäävän valmistuksen ja optimoinnin palvelua: AM-suunnittelu (muokkaus/suunnittelu 3D-tulostusta varten) ja tukipalvelut AM-hankintoihin. Suunnitteluasiantuntijoiden käyttäminen takasi, että 3D-tulostuksentarjoamat vapaudet geometriassa saatiin hyödynnettyä nopeasti ja täysimääräisesti. AM-hankintojen tukipalveluita käyttämällä Välimeren Herkut sai tietoa 3D-tulostusyritysten materiaaleista, jotka ovat elintarviketurvallisia, selkeän näkemyksen elintarvikekontaktiin käytettävissä olevista pintakäsittelyistä ja useita kilpailukykyisiä tarjouksia osien tulostuksesta.

3D- tulostus mahdollistaa elintarviketeollisuuden tuotannossa nopeita muutoksia 

3D-tulostusmenetelmää voidaan käyttää elintarviketeollisuudessa tuotannon ketterään muokkaukseen uusien tuotteiden vaatimuksiin. Esimerkkejä ovat käytössä olevan koneen muokkaaminen uusille tuotteille, nopea prototyyppien valmistus uusien ratkaisujen testaamiseksi tuotantolaitteilla ja varaosien tuotanto ja muokkaus. Välimeren Herkkujen tapaukset osoittavat, miten suuri vaikutus on mahdollisuudella mukautua nopeasti uusiin asiakasvaatimuksiin. 3D-tulostettavien ratkaisujen myötä yritys voi ottaa vastaan uusia isoja tilauksia.

Related content

Hybridivalmistus-case: Rosendahl Nextrom

Vaikka Etteplanin AMO-tiimin tavoitteena on luonnollisesti esitellä asiakkaille ainetta lisäävän valmistuksen kaikkia mahdollisia hyötyjä, tavoitteemme on aina löytää paras mahdollinen tapa valmistaa kukin tuote tai komponentti. Tämä asiakastapaus on hyvä esimerkki siitä, miten hybridivalmistus, eli ainetta lisäävän ja perinteisten ainetta poistavien valmistusmenetelmien yhdistelmä, voi olla tehokkain tapa valmistaa erittäin haastava tuote.

Digiaikakauden dentaalirobottia luomassa

Rayo 3DToothfill haluaa parantaa miljardien ihmisten elämää kohtuuhintaisella, huippulaadukkaalla hammashoidolla. Heidän menetelmä tarjoaa parhaat tulokset kilpailukykyisillä kustannuksilla hammaslääkäreille ja potilaille. Jotta menetelmä on varmasti käyttökelpoinen kaikkialla maailmassa, sen tulee olla yksinkertainen ja helppokäyttöinen. Saumaton integroitavuus olemassa olevan laitteiston kanssa on myös tärkeää.

3D-tulostettava hydrauliikkalohko John Deere Forestrylle

John Deere Forestry Oy pyysi Etteplania suunnittelemaan uudelleen metsäkoneen hydrauliikkalohkon. Tarkoituksena oli hyödyntää ainetta lisäävän valmistuksen antamia geometrisia vapauksia. Tavoitteena oli vähentää painehäviöitä, helpottaa lohkon kokoonpanoa, keventää sitä sekä minimoida tuotantokustannuksia.  

3D-tulostuksen suunnittelu tuotannon optimointiin

Etteplanissa ainetta lisäävän valmistuksen (additive manufacturing, AM, tai 3D-tulostus) osaaminen yhdistyy yhtiön suunnittelu-, simulointi- ja mekaniikkasuunnitteluosaamiseen. Tarjoamme asiakkaillemme kokonaisvaltaisia palveluita 3D-tulostuksen menetelmällä valmistettavien tuotteiden suunnitteluun.

Ota yhteyttä
Tero Hämeenaho
Tero Hämeenaho
Department Manager, Additive Manufacturing and Optimization