Page 35 - SHY2012

Basic HTML Version

21/2009
[ www.shy-hitsaus.net ]
33
Klaus Middeldorf
A) Yleisiä kehityssuuntia teknis-
ten tuotteiden valmistuksessa
Seuraavassa käsitellään kuutta osa-aluetta:
monista materiaaleista suunniteltavat tuot-
teet, materiaalien kehitys, automaatio, simu-
laatio sekä tuotteiden korjaus ja kierrätys.
1) Modernit tekniset tuotteet kuten inves-
tointituotteet (esim. rakennustuotteet,
erilaiset kuljetusvälineet, asennukset ja ko-
neet) tai päivittäistuotteet (esim. kotitalous-
tavarat, huonekalut ja elektroniset laitteet)
suunnitellaan ja valmistetaan entistä enem-
män juuri käyttötarkoituksen mukaisesti.
Tämä tarkoittaa tuotteissa, että käytettävät
materiaalit täytyy valita niin, että ne soveltu-
vat monimateriaalisuunnittelun periaatteisiin
tavalla, joka kestää vallitsevat kuormitukset
ja on kustannustehokas.
Tämän perusteella materiaalien kehitys
tarkoittaa, että eri materiaaleja ei käytetä
tänään ainoastaan yhdessä tuotteessa vaan
myös yhden komponentin tai alikokoonpanon
sisällä yksinään tai yhdessä komposiittien
kanssa. Kuitenkin tämä on mahdollista vain,
jos nämä eri materiaalit voidaan liittää toisiin-
sa siten, että liitokselle asetetut vaatimukset
(lujuus, sitkeys, korroosionkestävyys jne.)
pystytään täyttämään. Esimerkiksi autojen
korirakenteissa käytetään teräksiä, alumiine-
ja, magnesiumeja ja muoveja. Näiden liittämi-
seen on useita liittämismenetelmiä:
• liimaus (adhesive bonding)
• niittaus ontolla niitillä (punched rivets)
• puristusliitokset (clinched spots)
• vetokaraniitit, pop-niitit (blind rivets)
• vastuspistehitsit (resistance- welded spots)
Monissa korirakenteissa käytetään mm.
vastuspistehitsausta, MIG/MAG-hitsausta,
laserhitsausta ja laserjuottamista. Entistä
enemmän käytetään myös räätälöityjä aihioi-
ta (tailored blanks) yhdessä laserhitsattujen
ohutlevyjen kanssa. Nämä ohutlevyt voivat
olla eri materiaaleista, eri paksuisia ja eri-
lailla pintakäsiteltyjä.
Kehityssuuntia liittämis-
teknologiassa ja hitsaus-
tekniikan tuoma lisäarvo
2) Tänään teknisten tuotteiden valmistuk-
sessa käytettävät materiaalit ovat metalleja
(erityisesti teräksiä, mutta myös kevyissä
rakenteissa alumiini-, magnesium- ja titaani-
seoksia, korkeissa lämpötiloissa tai korroo-
siokohteissa nikkeliseoksia, elektroniikan
ja sähköteollisuuden komponenteissa sekä
lämmönsiir timissä kupariseoksia), luonnon
materiaaleja ja muoveja.
Yksinomaan terästen voimakas kehitystyö
on merkinnyt teräslajien määrän kaksinker-
taistumista viimeisten 15 vuoden aikana.
Suurilujuisten terästen kehitys on erityisen
huomonarvoista.
Energiantuotannossa vaatimukset materiaa-
lien korkealämpötilan kestävyydelle ja korroo-
sionkestävyydelle sekä lujuudelle. ovat yhä
ankarammat. Näille materiaaleille on täytynyt
kehittää sopivat hitsausprosessit ja hitsa-
uslisäaineet. Hitsausliitosten kestävyys on
pitänyt varmistaa pitkäaikaissa kokeissa.
Kuvassa 1 on esitetty materiaalitutkimuksen
kehitys 1998 - 2002 ja 2003 - 2007 DVS:n
Aluminium 36%
Multi Material 16%
Other 2%
1998 – 2002
(172 projects)
2003 – 2007
(142 projects)
Magnesium 5%
Steel 28%
Glass, Ceramics 5%
Plastics 7%
Aluminium 28%
Steel 40%
Magnesium 5%
Plastics 6%
Glass, Ceramics 5%
Multi Material 14%
Other 2%
State 12/2007
of 314 projects
(1998-2007)
Kuva 1. Tutkimuskohteet/ Materiaalit (DVS, Saksa).
Kuva 1. Tutkimuskohteet/Materiaalit (DVS, Saksa).
Klaus Middeldor f.