VTT 3D-tulosti älykkään metalliosan: mahdollistaa kehitysaskeleen kohti tekoälyä

Teknologian tutkimuskeskus VTT kehittää tulevaisuuden valmistuskonsepteja ja onnistui 3D-tulostamaan älykkään akselin. Uutta on erityisesti koko prosessin hallintaketju: 3D-tulostus, sensoriteknologia, langaton datansiirto ja kunnonvalvonta samassa kokonaisuudessa. Uudet valmistusmenetelmät mahdollistavat yrityksille uudet liiketoimintamallit ja kilpailuedun kohti tekoälyä.

Valmistustekniikan digitaalinen vallankumous on materiaalia lisäävä valmistus eli kappaleiden 3D-tulostus digitaalisten mallien pohjalta. Tämä mahdollistaa osien räätälöinnin sekä nopean ja tarpeen mukaisen valmistuksen. Alan teknologiakehityksen kovinta kilpajuoksua käydään parhaillaan älykkäistä ratkaisuista. Tutkimukseen ja kehitykseen panostetaan nyt laajasti, mutta harva on onnistunut kehittämään toimivan kokonaisuuden, jossa anturit ovat toiminnallisena osana 3D-tulostettua metallirakennetta.

VTT:n tekemä proof of concept -demo osoitti, että 3D-tulostettuihin metalliosiin voidaan jo valmistusvaiheessa lisätä erilaisia älykkäitä tunnisteita tai antureita, joiden avulla seurataan koneiden tai laitteiden toimintaa ja kuntoa tai todennetaan osien aitous.

”Teimme onnistuneen älykkään komponentin demon, jossa selvitimme potentiaalisia teknologioita. Upotimme valmistusvaiheessa kiihtyvyysanturin ja tarvittavat johdotukset vierintälaakerin 3D-tulostetulle metalliakselille. Lisäksi laakeriin asennettiin langattoman tiedonsiirron mahdollistava elektroniikka. Pystyimme osoittamaan akselin, mittausteknologian ja datansiirron luotettavuuden laakeritestipenkissä. Erityisesti tarkan datan nopea kerääminen ja käyttömahdollisuudet lisääntyvät nyt merkittävästi, kun tieto siirtyy komponentista suoraan pilveen langattomasti. Tämä mahdollistaa seuraavan, ison kehitysaskeleen tekoälyn suuntaan”, kertoo tiimipäällikkö Pasi Puukko.

Menetelmä antaa perinteisiin valmistusmenetelmiin verrattuna suunnittelijalle huomattavasti suuremmat vapausasteet. Laitteesta, johon on asennettu esimerkiksi kulumista mittaava anturi, saadaan ajantasaista tietoa, jonka perustella tarvittava huolto voi käynnistyä automaattisesti ilman tuotantokatkoksia.

Kehitetyn menetelmän sovellusmahdollisuudet ovat laajat: teollisuuden koneiden valmistuksesta energia-, kaivos- ja kuljetusteollisuuteen. Upotettu anturointi soveltuu erityisesti vaativiin käyttöolosuhteisiin, koska anturit ja johdotukset ovat suojassa komponentin sisällä ja ylimääräiset johdotukset rakenteiden pinnalla eivät häiritse normaalia toimintaa.