Close

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.

Kompetensområde

Kundcase: komponent med intern kylning

Rosendahl Nextrom vände sig till Etteplans AMO-team för ett komplicerat fall. Aluminiumkomponenten i fråga används i tuffa miljöer med temperaturer över 1 000 °C.  För att säkerställa att temperaturen i komponenten inte når smältpunkten måste kanaler för kylvatten integreras i delen.  En tidigare design av denna del bestod av en komplex konstruktion som krävde 8 olika tillverkade komponenter, 11 svetsar och bearbetning efter varje enskild svets. Det var en design som var mycket svår att tillverka och inte lämplig för produktion. Målet med den nya designen var att använda additiv tillverkning (AM) där det behövdes för att förbättra tillverkningsbarheten och minska antalet svetsar och komponenter, samtidigt som man uppnådde en liknande nivå av kylning i produkten.

Metod

Design for Manufacturing and Assembly (DFMA) är en designmetod som kan användas för att förenkla en produkts struktur, minska tillverknings- och monteringskostnader och göra tillverkningen effektivare. DFMA och dess effektivare undermetoder för down costing (DC) har erbjudits som tjänster och som utbildning för ingenjörer av Etteplan i 15 år, med över 40 ingenjörer utbildade internt och ytterligare 60 utbildade bland våra största kunder. DFMA-metoden var särskilt användbar i det kundcase som beskrivs här eftersom slutprodukten oundvikligen skulle ha en komplex struktur och en rad designmål behövde balanseras med tillverkningsbarhet. 

Projektet för omdesign inleddes med en fördjupad studie av funktionen hos varje del inom den sammansatta komponenten. Därefter försökte man matcha dessa funktioner med de specificerade kraven. När man hade fått klart sig vilka funktionerna och kraven var, undersöktes olika strategier för delkonsolidering och potentiella tillverkningsmetoder i samband med att de inledande designkoncepten utvecklades. Dessutom identifierades och undveks alla potentiella IPR-konflikter.  

Rosendahl-reference2.png
Figur 1. Etteplans metod för hybridtillverkning följer riktlinjerna för monterings- och tillverkningsanpassad konstruktion (DFMA).
(LPBF = Laser powder bed fusion, en additiv tillverkningsteknik). Anm.: Detaljer om designen har modifierats och/eller tagits bort för att skydda Rosendahl Nextroms immateriella egendom.

 

En sammanfattning av tillverkningsmetoden för den nya designen finns i figur 1.  Additiv tillverkning användes för att producera huvudkomponenten samt de två identiska ändstyckena. Var och ett av dessa ändstycken hade interna kanaler som med hjälp av AM kunde förenklas med förbättrat flöde av kylvatten (se figur 2).  Vissa ytor på de utskrivna delarna bearbetades omedelbart efter utskrift.  Två enklare delar tillverkades på en svarv och svetsades sedan på huvuddelen innan huvudytorna maskinbearbetades för att uppfylla kraven.  Den slutliga monteringen av komponenten slutfördes genom att man bultade ihop de tre svetsade och tillverkade delarna.  Den färdiga komponenten visas i figur 3.

Rosendahl-reference3.png
Figur 2. Kylkanalerna i originalutförande (vänster) och Etteplans utförande för hybridtillverkning (höger).

 

Fördelar

Genom hybridtillverkning och tillämpning av DFMA-metoden kunde Etteplan utforma en komplex struktur som kunde tillverkas och som uppfyllde alla projektmål som sattes upp av kunden Rosendahl Nextrom. Den nya konstruktionen minskade antalet tillverkade delar (8 → 5), svetsar (11 → 2), bearbetningscykler samt vikten (5,8 → 4,3 kg).  De integrerade kylkanalerna sänker dessutom effektivt temperaturen så att denna aluminiumkomponent kan användas i miljöer där temperaturen överstiger 1 000 °C.

Rosendahl-reference4.png
Figur 3. Slutlig komponentdesign för Rosendahl Nextrom för hybrid tillverkning av en del med interna kylkanaler. Delar som producerats med additiv tillverkning skrevs ut på en EOS M290 av @Delva Oy.

 

Vill du veta mer?

För mer information om metoderna DFMA och DC , läs “Vill ni förbättra lönsamheten för er produkt med 5 eller 50 procent?” 

För mer information om Etteplans tjänster för additiv tillverkning, besök Additiv tillverkning

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.

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
Henrik Tölander
Henrik Tölander
Leading Expert
Additive Manufacturing