Tyhjömuovauksen muotit voi valmistaa myös tulostamalla. Menetelmä on nopea, ja edut korostuvat erityisesti kappaleissa, joiden muotoa on hankala toteuttaa käsityönä.
Helsingin seutuliikenne tilasi koekäyttöön 12 sähköbussia, jotka muunnettiin olemassa olevista dieselkäyttöisistä linja-autoista. Muutostyö tehtiin nopeasti, joten tarvittaville muoviosillekin haluttiin tyhjömuovausmuotit nopealla aikataululla.
Muotit päätettiin tehdä metallivaluihin tarkoitetulla kolmiulotteisella muottitulostimella. Se kerrostaa kvartsihiekkaa 0,3 millimetrin kerroksina, tämän jälkeen tulostuspää levittää aina kovettimen ennen seuraavaa kerrosta. Kun muotti tai keerna on valmis, se osa hiekasta, jossa ei ole kovetinta, puhdistetaan pois.
Muotin rakennusnopeus on 2,5 senttimetriä tunnissa. Laitteen työalue on 1060 x 600 x 500 millimetriä, ja se kykenee tuottamaan sellaisia vaikeita muotoja, joita ei voitaisi muuten valmistaa. Jos esimerkiksi imukanaviin olisi tarvittu hankalia mutkia, ne olisivat syntyneet tulostuksessa. Myös muottikustannukset puoltavat tulostuksen käyttöä, sillä optimitapauksessa ne ovat vain noin kymmenesosa alumiinista työstämällä valettuun muottiin nähden.
Sähköbussiin tarvitut osat olivat korin ulkoisia kappaleita kuten puskurin keskiosa sekä päädyt. Ne valmisti lahtelainen Purvac tyhjömuovauksella ABS:stä.
Käsin koskematta
Muotinvalmistuksen nopeus perustuu siihen, ettei tietokoneella tehtyä suunnitelmaa tarvitse tulostaa piirustuksiksi eikä sen valmistuksessa tarvita mittauksia tai tarkistuksia. Esimerkiksi kaarevien muotojen symmetria toteutuu ilman, että muotin tekijän tarvitsee varmistaa molempien puolien muotojen vastaavuutta.
”Suunnittelin Linkerin bussien osat tietokoneella, ja samassa yhteydessä muotoilin myös alipainemuovauksen tarvitsemat imukanavat. Suunnitteluohjelma skaalasi muotin myös ottaen huomioon muovauksen jälkeisen kutistuman”, kertoo teollinen muotoilija Juha Lätti Linkker Oy:stä.
Hänen mukaansa muotit eivät olleet heti vetokunnossa, mikä johtui tietyistä viimeistelyssä tapahtuneista kömmähdyksistä. Suuret muotit oli tulostettava useampana kappaleena, joten myös saumakohdat vaativat viimeistelyä, jotta ne voidaan häivyttää. Pinnan laatu oli myös tarkoituksella karkeahko, sillä koesarjan autoissa kappaleet joka tapauksessa hiotaan maalausta varten.
Lätti toivoo, että suomalaiset valmistajat innostuisivat tästä modernista valmistusmenetelmästä, sillä se tarjoaa useita etuja perinteisiin muotinvalmistuksen keinoihin verrattuna. Tässä vaiheessa olisi hyvä, että tulostusta käytettäisiin niin, että menetelmää saadaan kehitettyä muoviteollisuuden tarpeiden mukaan.
Myös laminointiin
Linkerin tarvitsemat muotit tulosti valkeakoskelainen Hetitec Oy. Toimitusjohtaja Ville Moilanen kertoo, että hiekkatulostuksen pääasiallinen sovelluskohde on valimoteollisuus. Metallivaluilla on perinteisesti valmistettu monimutkaisia kappaleita, joiden tekeminen esimerkiksi lastuamalla on vaikeata tai mahdotonta.
Kolmiulotteinen tulostaminen lisää vielä tätä monimutkaisuuden mahdollisuutta, sillä sen avulla voidaan synnyttää kappaleen sisälle muotoja ja rakenteita, joita ei voida muutoin saada aikaiseksi. Tulostamalla tehdään myös tuotekehitystyötä, sillä on hyvin helppoa valmistaa vaikkapa viisi hieman toisistaan eroavaa kappaletta ja sitten käytännössä kokeilla, mikä niistä on ominaisuuksiltaan paras.
Moilanen kertoo, että esimerkiksi Saksassa tulostamalla tehdään paljon myös laminointimuotteja sekä muottien lestejä. Silloin niiden viimeistely ja pintakäsittely on viety hyvin pitkälle sekä lopputuloksen että kappaleen irtoamisen varmistamiseksi.
”Jos halutaan suuri, saumaton muotti, se voidaan tilata Hetitecin päämiehen voxeljet AG:n palvelukeskuksesta Saksasta, jossa päästään 1000 x 2000 x 4000 millimetrin kokoon saakka.”
Julkaistu: MuoviPlast 02/2016.