Planering och tillverkning av fixturer för efterbehandling av ett 3D-utskrivet objekt i metall
Brevik, Sebastian (2023)
Brevik, Sebastian
2023
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2023112932836
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2023112932836
Tiivistelmä
Detta examensarbete utforskar tillverkningen och användningen av 3D-utskrivna fixturer för efterbehandling av metalliska 3D-utskrivna objekt. Syftet är att förbättra och effektivisera efterbehandlingsprocessen för dessa objekt, med målet att öka produktiviteten och precisionen i bearbetningen. Studien omfattar design och prototypframställning av två specifika fixturer, anpassade för ett utvalt metalliskt 3D-utskrivet föremål, samt praktiska testning och optimering.
Arbetet inleds med en teoretisk bakgrund kring additiv tillverkning (AM), speciellt fokuserat på 3D-utskrivning i metall. Viktiga aspekter som processparametrar och efterbehandlingskrav undersöks, liksom tekniker för design och användning av jiggar och fixturer inom detta område. Ett viktigt element i studien är valet av material för 3D-utskrivning, med ett speciellt fokus på PLA för att utveckla prototyper av fixturerna. Dessa prototyper testas under olika bearbetningsförhållanden, inklusive CNC-fräsning för att utvärdera deras funktion och effektivitet.
Genom experiment och tester utvecklades optimerade fixturer som visar på fördelar vid användning i efterbehandlingen av metalliska 3D-utskrivna föremål. Dessa fixturer testas för att behandla och förbättra kvaliteten på de 3D-utskrivna metallföremålen, vilket resulterar i förbättrad bearbetningsprecision och minskad arbetsbelastning. Studien belyser vikten av att förstå de mekaniska egenskaperna och interaktionerna mellan 3D-utskrivna fixturer och bearbetningsmaskiner.
Sammanfattningsvis demonstrerar examensarbetet hur 3D-utskrivna verktyg kan underlätta efterbehandlingsprocesser i metalltillverkningsindustrin, och markerar en väg framåt för implementeringen av 3D-utskrivningsteknik i moderna tillverkningsprocesser. Den framhäver potentialen och möjligheterna med anpassade 3D-utskrivna verktyg för att förbättra effektivitet och precision i efterbehandlingen av komplexa metallföremål. This thesis explores the manufacture and use of 3D printed fixtures for the finishing of metallic 3D printed objects. The aim is to improve and streamline the post-processing for these objects, with the goal of increasing the productivity and precision of the processing. The study includes the design and prototyping of two specific fixtures, adapted for a selected metallic 3D printed object, as well as practical testing and optimisation.
The work starts with a theoretical background on additive manufacturing (AM), especially focused on metal 3D printing. Important aspects such as process parameters and postprocessing requirements are investigated, as well as techniques for the design and use of jigs and fixtures in this field. An important element of the study is the choice of materials for 3D printing, with a special focus on PLA to develop prototypes of the fixtures. These prototypes are tested under different machining conditions, including CNC milling to evaluate their function and efficiency.
Through experimentation and testing, optimised fixtures were developed that show benefits when used in the post-processing of metallic 3D printed objects. These fixtures are tested to treat and improve the quality of the 3D printed metal objects, resulting in improved machining precision and reduced workload. The study highlights the importance of understanding the mechanical properties and interactions between 3D printed fixtures and processing machines.
In summary, the thesis demonstrates how 3D printed tools can ease the post-processes in the metal manufacturing industry and marks a way forward for the implementation of 3Dprinting technology in modern manufacturing processes. It highlights the potential and possibilities of customised 3D printed tools to improve efficiency and precision in the finishing of complex metal objects.
Arbetet inleds med en teoretisk bakgrund kring additiv tillverkning (AM), speciellt fokuserat på 3D-utskrivning i metall. Viktiga aspekter som processparametrar och efterbehandlingskrav undersöks, liksom tekniker för design och användning av jiggar och fixturer inom detta område. Ett viktigt element i studien är valet av material för 3D-utskrivning, med ett speciellt fokus på PLA för att utveckla prototyper av fixturerna. Dessa prototyper testas under olika bearbetningsförhållanden, inklusive CNC-fräsning för att utvärdera deras funktion och effektivitet.
Genom experiment och tester utvecklades optimerade fixturer som visar på fördelar vid användning i efterbehandlingen av metalliska 3D-utskrivna föremål. Dessa fixturer testas för att behandla och förbättra kvaliteten på de 3D-utskrivna metallföremålen, vilket resulterar i förbättrad bearbetningsprecision och minskad arbetsbelastning. Studien belyser vikten av att förstå de mekaniska egenskaperna och interaktionerna mellan 3D-utskrivna fixturer och bearbetningsmaskiner.
Sammanfattningsvis demonstrerar examensarbetet hur 3D-utskrivna verktyg kan underlätta efterbehandlingsprocesser i metalltillverkningsindustrin, och markerar en väg framåt för implementeringen av 3D-utskrivningsteknik i moderna tillverkningsprocesser. Den framhäver potentialen och möjligheterna med anpassade 3D-utskrivna verktyg för att förbättra effektivitet och precision i efterbehandlingen av komplexa metallföremål.
The work starts with a theoretical background on additive manufacturing (AM), especially focused on metal 3D printing. Important aspects such as process parameters and postprocessing requirements are investigated, as well as techniques for the design and use of jigs and fixtures in this field. An important element of the study is the choice of materials for 3D printing, with a special focus on PLA to develop prototypes of the fixtures. These prototypes are tested under different machining conditions, including CNC milling to evaluate their function and efficiency.
Through experimentation and testing, optimised fixtures were developed that show benefits when used in the post-processing of metallic 3D printed objects. These fixtures are tested to treat and improve the quality of the 3D printed metal objects, resulting in improved machining precision and reduced workload. The study highlights the importance of understanding the mechanical properties and interactions between 3D printed fixtures and processing machines.
In summary, the thesis demonstrates how 3D printed tools can ease the post-processes in the metal manufacturing industry and marks a way forward for the implementation of 3Dprinting technology in modern manufacturing processes. It highlights the potential and possibilities of customised 3D printed tools to improve efficiency and precision in the finishing of complex metal objects.