Fortsätt till innehåll

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.

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.

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.

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

Relaterade referenscase

Additiv tillverkning 

Valmet utvecklar grön teknik för att ersätta plast med nya fiberprodukter – Etteplan ingår i projektteamet

Additiv tillverkning 

Kundcase Hy­brid­till­verk­ning: Rosendahl Nextrom

Additiv tillverkning 

Designcase för additiv tillverkning av hydraulblock åt John Deere

Additiv tillverkning 

Additiv till­verk­nings­de­sign för optimerad produktion – kundcase

Ställ en fråga till vår expert

Tero Hämeenaho

Department Manager, AMO

Obligatoriskt fält

När du skickar in detta formulär kommer vår specialist att kontakta dig via e-post eller telefon. Genom att skicka in formuläret accepterar du vår integritetspolicy.