Det framtagna konstruktionsunderlaget för pulverhanteringsstationen kan utgöra en bra grund för den kommande tillverkningen. Eftersom det rör sig om stora pulvermängder och utrustningar har prototyper och tes-ter inte kunnat genomföras i detta projekt. Trots att slutkonceptet upp-fyller de ställda kraven kan dess dimensioner behöva justeras vid tillverk-ningen då den förses med drivning och mer omfattande hållfasthetsräkningar. Vidare behöver standardkomponenter väljas utifrån de be-skrivna önskemålen i Tabell 16. Innan tillverkning bör skenornas pass-form på hopprarna testas genom en prototyp och tätningen i cylindern bör utvärderas och förfinas för att minimera risken för läckage. Dessutom bör aspekter som rör elsäkerhet och jordning tas i beaktning vid vidare arbete.
Slutligen bör en ekonomisk kalkyl genomföras efter att prisuppskatt-ningen färdigställts som kan säkerställa produktens lönsamhet.
6 Referenser
[1] E. Murr, ”Metal Fabrication by Additive Manufacturing Using Laser and Electron Beam Melting Technologies,” Journal of Materials Science & Technology, vol. 28, nr 1, pp. 1-14, 2012. [2] Svensk Standard, Additiv tillverkning – Allmänna principer –
Terminologi (ISO / ASTM 52900:2015), Stockhol: SIS Förlag AB, 2015. [3] J. O. Milewski, Additive Manufacturing of Metals,
Cham,Switzerland: Springer Series in Material Science, 2017. [4] A. Strondl, ”Characterization and Control of Powder Properties for
Additive Manufacturing,” The Journal of The Minerals, Metals & Materials Society (TMS), vol. 67, nr 3, pp. 549-554, 2015.
[5] M. D. Simon Ford, ”Additive manufacturing and sustainability: an exploratory study of the advantages and challenges,” Journal of Cleaner Production, vol. 137, pp. 1573-1587, 2016.
[6] Vladimir V. Popov Jr, ”The effect of powder recycling on the mechanical properties and microstructure of electron beam melted Ti-6Al-4 V specimens,” Additive Manufacturing, vol. 22, pp. 834-843, 6 Juni 2018.
[7] GE Additive, ”www.ge.com,” GE Additive, 2020. [Online]. Available:
https://www.ge.com/additive/additive-manufacturing/machines/ebm-machines. [Använd 18 Maj 2020]. [8] ASTM international, ASTM F2924 - 14 - Standard Specification for
Additive Manufacturing Titanium-6 Aluminum-4 Vanadium with Powder Bed Fusion, West Conshohocken: ASTM International, 2014. [9] ASTM International, ASTM F3001-14- Standard Specification for
Additive Manufacturing Titanium-6 Aluminum-4 Vanadium ELI (Extra Low Interstitial) with Powder Bed Fusion, West Conshohocken: ASTM
[13] H. Johannesson, Effektiva metoder för konstruktion och design, Stockholm: Liber, 2013, pp. 94-363.
[14] Höganäs AB, ”www.hoganas.com,” 2020. [Online]. Available: https://www.hoganas.com/en/powder-technologies/additive- manufacturing/amperprint/new-powder-handling-concept-showcased-at-formnext/. [Använd 24 05 2020].
[15] SLM SolutionGroup AG, ”www.slm-solutions.com,” [Online]. Available:
https://www.slm- solutions.com/fileadmin/user_upload/downloads/en/614en171025-01-001-psv_web_en.pdf. [Använd 24 05 2020].
[16] VAC-U-MAX, ”vac-u-max.com,” 2020. [Online]. Available: https://www.vac-u-max.com/. [Använd 24 05 2020].
[17] Russell Finex, ”www.russellfinex.com,” 2020. [Online]. Available: https://www.russellfinex.com/en/separation-equipment/am-powder-handling-solutions/ebm-printing-powder-recovery/. [Använd 24 05 2020].
[18] Norcan, ”www.lpinnovation.se,” 2020. [Online]. Available: files.mynorcan.com/norcan/norcan_doctec_aluminium-profiles_gb.pdf. [Använd 25 05 2020].
[19] The Swedish Standards Institute (SIS), ”Medicintekniska produkter - Ledningssystem för kvalitet - Krav för regulatoriska ändamål (ISO 13485:2016),” SIS Förlag AB, Stockholm, 2016.
[20] Vetek AB, ”www.vetek.se,” [Online]. Available:
https://www.vetek.se/Dynamics/Documents/9dab8309-6b65-4e88-a914-313e83478413/Lastceller%20Ideer%20och%20tips.pdf.
[Använd 27 05 2020].
[21] FLOWCIP AB, ”flowcip.se,” FLOWCIP AB, [Online]. Available: https://www.flowcip.se/mixar-och-blandare.html. [Använd 27 05 2020].
[22] R. M. German, Powder Metallurgy & Particulate Materials Processing, Princeton, New Jersey: Metal Powder Industries Federation, 2005.
[23] Oleg D Neikov, Handbook of Non-Ferrous Metal Powders: Technologies and Applications, 2 red., Amsterdam: Elsevier Ldt, 2019, p. 381.
Bilagor
Bilaga 1 – SMART-planering Bilaga 2 – Kravspecifikation
Bilaga 3 – Skisser av utvecklade koncept Bilaga 4 – Konstruktionsritningar
Bilaga 5 – FMEA
Bilaga 6 – Funktionsstruktur Bilaga 7 – Färgkodade koncept
Hanteringen och återcirkulering av titanpulvret är en av AIM Swedens mest kri-tiska processer. Den viktigaste aspekten är att undvika kontaminering av pulv-ret. Därefter så behöver de även kunna spåra pulver och se hur det cirkulerar i produktion under sin livstid. Detta på grund av olika krav från olika kunder. För att förbättra spårningen och effektivisera produktionen har AIM behov av ett sy-stem att hantera pulver i produktionen.
Syfte
• Effektivisera pulverhanteringen.
• Minimera kontamineringsrisken.
• Öka kontroll och spårbarhet.
• Minska belastningen för operatörer.
Mål
• Ta fram CAD-modeller samt assembly på en hanteringsstation som uppyller kravspecifikationen.
• Offert eller prisuppskattning på vad produkten skulle kosta att tillverka.
• En skriftlig rapport över arbetet.
• En slutpresentation av arbetet.
Avgränsningar
Slutprodukten kommer utformas för att kunna tillverkas i metall på ett enkelt och kostnadseffektivt sätt. Produkten kommer utformas för att passa de tillverk-ningsmaskiner och befintlig utrustning som används på AIM, det vill säga Arcams modeller Q10 och Q20, och kommer inte innefatta tillämpbarhet till andra modeller av 3D-skrivare.
Resurser
AIM Sweden AB erbjuder studenten att delta i produktionen, vid omladdning av maskin ochvid hantering av pulver.
AIM Sweden AB kommer ge handledning och bistå med våra kontakter. Det finns även möjlighet att tillverka specialanpassade komponenter i AIMs maskiner vid behov. En dator finns tillgänglig på AIMs kontor med Solidworks installerat vilket ger mig möjlighet att arbeta på plats.
Tid
Arbetet startar den 23e mars och pågår till den 8e juni. Total tid blir 10 arbets-veckor. Arbetet sker på heltid med 8 timmars arbetsdag vilket ger totalt 400 timmar. Avstämning med AIM sker vid varje milstolpe.
En grov planering visas nedan, milstolparna är inplanerade med 2 veckors mellanrum och rapportskrivningen sker kontinuerligt under arbetets gång.
Preliminär tidplan.
Milstolpar:
MS0: Produktplanering klar - 30/3
MS1: Förstudie och produktspecificering klar - 6/4 MS2: Konceptgenerering klar- 20/4
MS3: Val av koncept klart - 27/4
MS4: Detaljkonstruktion och prisoffert klar 25/5 Uppdatering på grund av COVID – 19
I samråd med AIM har jag kommit fram till att den ursprungliga planeringen kan fortgå utan större förändringar trots omständigheterna. AIM Sweden följer regeringens rekommendationer och de anställda är på jobbet, men stannar hemma vid symptom. Har man varit i något av riskområdena stannar man hemma i två veckor innan man går till jobbet. Detta gäller även mig, därmed kan jag komma till kontoret på AIM och skriva så länge inte nya restriktioner kommer.
Att skolan stängt innebär för mig att jag måste arbeta hemifrån eller på AIMs kontor. Jag har fått klartecken att jag får låna dator på kontoret med
SolidWorks installerat. Om situationen blir sådan att jag inte längre kan vara hos AIM måste jag jobba hemifrån. Eftersom jag fått en licens till SolidWorks finns det möjlighet för mig att även göra detta.
Bilaga 2 - Kravspecifikation
Kravspecifikation - Vägning
Kriteri-enr. Kriterium Krav/önske-mål Funktion/begräns-ning
1 Väga Q20plus hopper K F
2 Väga Q10plus hopper K F
3 Väga PRS20 tunna eller pulverbehållare K F
4 Tömma Q20plus hopper K F
5 Tömma Q10plus hopper K F
6 Tömma PRS20 tunna eller pulverbehållare K F
7 Fylla Q20plus hopper K F
8 Fylla Q10plus hopper K F
9 Kompatibelt med befintliga trolleys K B Kravspecifikation - Homogenisering
10 Homogenisera upp till 250 kg pulver K F 11 Tillföra pulver i homogeniseringssteget K F
Kravspecifikation - Gemensamma krav
12 Ingen påverkan på slutproduktens prestanda K B
13 Utrusningen kan valideras K B
14 Jordat system K F
15 Hög reliabilitet K B
16 Möjligt att rengöra kontaktytor K B 17 Inte medföra ökade kontaminationsrisker K B 18
Inte medföra ökade hälso-och skaderisker för
personal K B
19 Minskad risk att tappa pulver på golvet Ö, 4 F 20 Kontaktytor i rostfritt stål eller titan Ö, 4 B 21 Enkelt handhavande och process Ö, 4 B
22 Inte försämrad arbetsmiljö Ö, 4 B
23 Samma process för alla maskiner Ö, 3 B 24 Får plats i titanberarbetningsrum Ö, 3 B 25 Kunna introduceras innan årsskiftet Ö, 3 B 26 Minimal kontakt mellan människa och pulver Ö, 3 F 27 Processtid för separata moment <5 min eller >30min Ö, 3 B 28 Enkel montering och service Ö, 3 B 29 Enkel och billig tillverkning Ö, 3 B
30 Inbyggnation av sikt Ö, 3 B Kravspecifikation - Förvaring 31 Q10plus hopprar Ö, 2 F 32 Q20plus hopprar Ö, 2 F 33 Q10plus byggtank Ö, 2 F 34 Q20plus byggtank Ö, 2 F 35 Pulvertunnor Ö, 2 F
Vägningskoncept 1, V1
Detta koncept bygger på två vågplattor med varsin hållare för hopprar. Hållarna är anpassade för att kunna hänga upp både Q10plus och Q20plus hoppers. Då avståndet mellan hopprarna skiljer sig mellan de olika maskinerna ska avståndet kunna justeras med hjälp av en vant-skruv.
Vägningskoncept 2, V2
Detta koncept bygger på fasta positioner för respektive hopper försedda med en lastcell. Positionerna är anpassade för att vara direkt kompatibla med de befintliga trolleys som finns på företaget. På så sätt krävs inga omställningar då man byter maskin vilket antas ge tidsbesparingar.
Detta koncept bygger på inköp av färdiga vågar försedda med krokar som kopplas till en fästanordning för att väga hopprar. Denna fästanord-ning består av skenor som tillåter båda typer av hopprar att hängas upp. Kroken antas även kunna användas till att väga andra typer av behållare. De två vågarna är i sin tur upphängda på en räls som tillåter rörelse i sidled för att kunna passas båda typerna av hopprar.
Vägningskoncept 4, V4
Detta koncept har en liknande rälsanordning som koncept 3 men har en stel upphängning. Rälsen har ett avsnitt som är utbytt till en single-point lastcell med tillhörande platta som är placerad i linje med rälsen. För att väga hopprarna förs upphängningen till avsnittet med lastcellen så att hjulen vilar på dess platta. Upphängningen är utformad för att passa så-väl q10plus som q20plus hopprar.
Ett något enklare koncept som bygger på att en hopper vägs åt gången. Detta görs med s-lastcell som fästs i taket och registrerar dragande last. För att kunna väga både höger och vänster måste hopprarna föras in åt olika håll. För att underlätta för operatörerna kan hela ställningen förses med hjul så den kan roteras.
Homogeniseringskoncept 1, H1
I detta koncept förflyttas pulver med hjälp av en dammsugare till en trumma som spänts fast diagonalt i en ring. Denna ring ställs seden på en maskin med roterande hjul som får tunnan att rotera i en sned axel.
Detta koncept bygger på en portabel homogeniseringsutrustning som be-står av en ställning som kan tippas och antingen stå lodrätt eller vågrätt. Behållaren vilar mot ett antal hjul som kan roteras av en motor vilket i sin tur får behållaren att rotera då den befinner sig i en vågrät position. Ge-nom rotationen av behållaren uppnås en homogenisering av pulvret.
Homogeniseringskoncept 3, H3
Koncept 3 består av en stationär behållare som kan rotera med hjälp av en motor. Behållaren är delad strax över mittpunkten för att hopprar ska kunna tömmas i den. Locket försluts sedan med flera excenterlås för att minimera att pulver spills i homogeniseringsprocessen. Efter homogeni-sering kan innehållet tömmas ner i hopprar genom en tratt som sitter på behållarens underrede.
Detta koncept består av en stor behållare och en robot som kan lyfta och rotera denna behållare. Denna behållare är försedd med en tratt undertill för att underlätta tömning av behållaren. Det finns även fästen för att lyfta denna behållare med q20 trolleyn.
Homogeniseringskoncept 5, H5
Koncept 5 har en design som är inspirerad från cementblandare. Den har försetts med ett lock med ventil som används vid tömning av behållaren. För att fylla behållaren tas locket av helt och en hopper placeras ovanför behållaren och töms. En motor kan rotera hela behållaren och dess vinkel kan justeras med hjälp av vevhandtaget, på så sätt homogeniseras pulvret i behållaren.
Det sista konceptet för homogenisering bygger på att använda sig av be-fintlig utrustning anpassad för standardiserade oljefat på 206 L. Eftersom många företag arbetar med dessa standardiserade tunnor finns tillgäng-liga lösningar för homogenisering, tömning och lyftoperationer. Till denna lösning behövs en maskin för homogenisering samt en maskin för att lyfta och vända behållaren för tömning. Genom att byta ut de standar-diserade locken för tunnan till ett koniskt lock med ventil kan tömningen underlättas.