Innovation genom additiv tillverkning

Sammanfattning: Additiv tillverkning, AM, är en teknik som utvecklas med stormsteg. Konventionella tillverkningsmetoder, som exempelvis svarvning eller formgjutning, är begränsade när det kommer till att ta fram produkter med komplexa geometrier och därför är AM ett bra komplement. Tidigare har dock andra materialegenskaper såsom brott- och sträckgräns varit något som kompenserats med inom AM. Men i den takt som AM utvecklas kan tekniken snart ersätta de flesta konventionella tillverkningsmetoderna helt. Syftet med denna rapport är att redogöra vad som är möjligt att producera med dagens AM och vad som kan förväntas i framtiden.Eftersom att komplexa former inte är ett problem med AM så går produkterna att ta fram i ett enda steg jämfört med när de tidigare blivit hopmonterade av flera mindre delar. AM i metall är något som är under snabb utveckling och i dagsläget finns det många metoder för detta, bland annat Selective Laser Sintering, Selective Laser Melting, Beam Metal Deposition, Electron Beam Melting och Binder Jetting. Metoderna använder olika typer av teknik för att skapa modeller och de har alla sina för- och nackdelar vad gäller kostnad, hållfasthet och arbetshastighet.Verktyg i alla dess former är exempel på produkter som kräver hög prestanda och lång livslängd. För att integrera de höga kraven på prestanda och möjligheterna till komplexa geometrier med AM så är det en spiralborr med invändiga kylkanaler som tas fram i denna rapport. De invändiga kylkanalerna skiftar i diameter för att optimera intaget av kylmedel samtidigt som trycket på utloppet ökar.Som tidigare nämnt finns det många metoder för AM i metall. Den metod som anses bäst lämpad för detta ändamål är Selective Laser Melting då denna metod skapar kompakta metallprodukter med hög hållfasthet. En 3D-modell av Spiralborren skapas i Solid Edge ST9 och modellen simuleras i ANSYS Workbench för att se hur kylkanalerna påverkar borren vid användning. Resultatet av simuleringen visar på att den totala deformationen blir 0,68μm och den maximalaspänningen blir 33,95MPa, båda uppstår i mitten på spiralborren. Varken totala deformationen eller spänningen i borren når alltså en kritisk gräns, och därför dras slutsatsen att detta är en konstruktion som skulle klara de krav som finns på en borr.Utvecklingen av nya metoder för AM i metall går snabbt och inom en snar framtid kommer de nya teknikerna ha så pass hög arbetshastighet och vara så pass priseffektiva att de kommer kunna ersätta de flesta konventionella tillverkningsmetoderna helt och hållet.