Close

Design för additiv tillverkning åt Wärtsilä

Wärtsilä ville omdesigna sitt pressverktyg för ventilfjädrar för att få en lättare konstruktion och dra nytta av additiv tillverkning. Det ursprungliga standardverktyget tillverkades med CNC och svetsades, men man var orolig för att det inte skulle klara krafterna på drygt 30 kN som verktyget utsätts för under användning. Wärtsilä anlitade Etteplan för att tillsammans omdesigna det manuella pressverktyget för montering av ventiler i topplock. 

Referens
Kompetensområde

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.

Etteplan Additive Manufacturing for WÄrtsilä

Bild: Designen för det ursprungliga svetsade verktyget

 

Simuleringsdriven designmetod

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.

 

Tooling_W%C3%A4rtsil%C3%A4.png

Bild: Etteplans simuleringsdrivna designflöde för Wärtsiläs verktyg

Fördelar

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.

Framgångsfaktorer

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.

Image: 3D-printat pressverktyg designat av Etteplans AMO team åt Wärtsilä

Mer att läsa

Riskbedömningsverktyg höjde maskinsäkerheten till ny nivå på Metsä Board

Metsä Board är specialiserade på miljövänlig nyfiberkartong vars produkter främst används i livsmedels- och konsumentförpackningar. Företaget har länge satsat på cirkulära lösningar för att tillgodose kraven som ställs på kundernas framtida förpackningar, till exempel spårbarhet av förnybara råmaterial och återvinningsbarhet. Metsä Board är en del av Metsä Group och har totalt åtta kartongbruk, varav sju ligger i Finland och ett i Sverige.

Kundcase Hybridtillverkning: Rosendahl Nextrom

AMO-teamet hos Etteplan arbetar hårt för att visa våra kunder hur man drar största nytta av additiv tillverkning, samtidigt som vi alltid försöker hitta den bästa tillverkningsmetoden för varje design. Detta kundcase är ett bra exempel på hur ”hybridtillverkning”, dvs. en kombination av additiva och traditionella tillverkningstekniker, kan användas för effektiv produktion av en mycket krävande produkt.

En dentalrobot skapas för den digitala eran

Rayo 3DToothfill syftar till att förbättra livslängden för miljarder människor med prisvärd och högkvalitativ tandhälsa. Deras lösning ger de bästa resultaten med jämförbara kostnader för tandläkaren och för patienterna. För att se till att deras lösning är användbar i olika omgivningar är den enkel och lätt att använda. Det är därför de tar sömlös integration med befintlig utrustning på allvar.

 

Kontakta oss
Tero Hämeenaho
Tero Hämeenaho
Department Manager, Additive Manufacturing and Optimization