Yleinen

Savonian ja Proniuksen yhteistyö palvelee suomalaisten yritysten tarpeita monipuolisesti

Kuopiossa sijaitseva Savonia-ammattikorkeakoulu tarjoaa konetekniikan insinöörikoulutusta suomen- ja englanninkielellä. Hitsausteknologian opetuksessa ja tutkimuksessa Savonialla on ollut jo vuodesta 2013 käytössä useita Proniuksen toimittamia Fronius-laitteita. Savonian hitsausautomaatio- ja robotiikkapuolen TKI-vastaava tutkimusinsinööri Aku Tuunainen (IWE) on varsin tyytyväinen luottamukselliseen yhteistyöhön: ”Tutkimusta ja testausta täytyy tyypillisesti tehdä jonkun toimittajan laitteilla ja on hienoa päästä käyttämään uusinta tekniikkaa ja olla käytännössä soveltamassa näitä maailmanluokan ratkaisuja suomalaisten yritysten tarpeisiin. Tätä kautta yrityksillä on mahdollisuus testata joustavasti ja kustannustehokkaasti ennen kuin mahdollisesti hankkivat tulostettuja tuotteita tai investoivat itse laitteistoon. Tämä on myös Savonian palvelululiiketoiminnan ydin.”

Mietittäessä hitsausvirtalähteen eli hitsauslaitteen valintaa tutkimuksen ja testauksen näkökulmasta, mitä enemmän ominaisuuksia ja prosessivariaatioita laitteessa on sitä monipuolisemman Tutkimuksen, Kehityksen ja Innovoinnin se mahdollistaa. “Tutkimustyötä tekevänä oppilaitoksena meidän pitää olla kaikkien kaveri, mutta kun Kari Lehtomaa Proniukselta soitteli ja ehdotti yhteistyötä, olimme tietysti innoissamme, koska tiesimme että Fronius on alansa suunnannäyttäjä”, Aku Tuunainen kertoo. “Ja kun on käytössä markkinoiden innovatiivisimmat laitteet niin jää enemmän voimavaroja itse tutkimus- ja kehitystyöhön.”

Soveltava WAAM-tutkimus Savoniassa saa lisävauhtia Fronius-laitteista

Valokaareen perustuva lankapohjainen suorakerrostus DED-arc (Direct Energy Deposition) –prosessi, puhekielessä tyypillisemmin WAAM (Wire Arc Additive Manufacturing), on suorakerrostusprosesseista viime vuosina eniten huomiota saanut menetelmä. Siinä hitsauslaite ja robotti toimivat liitoshitsauksen sijaan 3D-tulostuksen välineinä. WAAM mahdollistaa esimerkiksi suuremmat kappalekoot ja korkeamman tuottavuuden.

WAAM-prosessi tarjoaa selkeitä etuja hitsaavan teollisuuden kehittämisessä kohti kestävämpää tuotantoa. Sillä mahdollistetaan muun muassa tehokkaampi materiaalin käyttö. Erikoismateriaalista tehty perinteinen aihio voidaan korvata tulostamalla lisäainelangasta haluttu muoto, sopivilla koneistusvaroilla. Lisäksi WAAM:ia hyödyntämällä voidaan pidentää tuotteiden elinkaaria, kun osia ei tarvitse valmistaa uudelleen vaan ne korjataan tai pinnoitetaan. Tuotantoa voidaan tehdä paikallisemmin, vähentäen logistiikan päästöjä. Savonia-ammattikorkeakoulu on metallin robottitulostamisen tutkimuksessa yksi Suomen johtavia toimijoita. Aku Tuunainen on siis hyvästä syystä kehityksestä innoissaan.

WAAM mahdollistaa myös suurikokoisten metallikomponenttien valmistuksen, mikä laajentaa sen sovellusmahdollisuuksia erityisesti raskaassa teollisuudessa. Tietyissä käyttökohteissa, kuten yksittäiskappaleiden tai pienten sarjojen valmistuksessa, WAAM voi olla kustannustehokkaampi vaihtoehto kuin perinteiset menetelmät. Tulostamisella on mahdollista toteuttaa muotoja, kuten esimerkiksi jäähdytyskanavia, joita ei perinteisillä valmistumenetelmillä ole mahdollista valmistaa. Tarkasteltaessa logistiikkaketjujen joustavuutta sekä Suomen huoltovarmuutta, WAAM-osaamisen kehittäminen on olennaista myös kansallisesta näkökulmasta.

Fronius iWave 500i AC/DC AM Pro CMT tarjoaa vielä lisää ominaisuuksia

Savoniassa jo viisi vuotta käytössä olleessa Fronius TPSi 500 CMT -virtalähteessä on hyvät perusominaisuudet WAAM:iin mm. matalan lämmöntuonnin puolesta. Aikanaan TPSi-laite hankittiin juuri monipuolisen prosessivalikoiman takia. Laite mahdollistaa “perinteisen” robottihitsauksen, monipuoliset TKI-hommat, pinnoitushitsauksen sekä ainetta lisäävän valmistuksen. Ja tottakai monipuolisen koulutuksen.

Vaatimukset prosessille ja sen hallintaan ovat kuitenkin koko ajan kehittyneet ja siksi Savonia on vastikään ottanut käyttöön uuden iWave-virtalähteen isoimman robottijärjestelmänsä TPSi:n tilalle. Aku Tuunainen kertoo uusimman Fronius-laitteen hankinnasta: “Vertailussa ei tässä kohtaa ollut muita laitteita. Proniukselta kysyttiin kiinnostaisiko Savoniaa ottaa testikäyttöön iWave sekä tulostukseen tarvittava käyttöliittymä. Käytännössä kaikki muu tekniikka Savonian robottijärjestelmässä oli jo valmiina.” iWave:en on paketoitu ominaisuuksia, joiden luvataan helpottavan tulostusprosessin hallitsemista, ratkaisuja joita on toteutettu juuri tulostamista silmällä pitäen. Näitä ominaisuuksia tullaan testaamaan Savonian TKI-hankkeissa.

Insinööriopiskelijoiden apuna

Eniten Savonian uutta Fronius-laitetta käytetään tutkimukseen ja testaamiseen sekä asiakasprojekteihin. Opetukseen liittyen, Savonian konetekniikan koulutusohjelman hitsauksen ja robotiikan kursseilla opiskelijat tekevät vuosittain hieman muuttuvan harjoitustyön. Mikäli hitsausrobotiikka kiinnostaa opiskelijaa enemmän, hänellä on mahdollista tehdä erikoistumisprojektityö, jossa pääsee syventymään enemmän johonkin tiettyyn osa-alueeseen, esimerkiksi etäohjelmointiin tai jonkun tietyn hitsausprosessin tarkasteluun.

Insinöörikoulutuksen lisäksi laitteistoa käytetään robottihitsausosaajien koulutukseen eri hankkeiden tai puhtaasti yrityksille räätälöityjen kokonaisuuksien kautta. Savoniasta valmistuu vuosittain 40-50 konetekniikan insinööriä, jotka siis varmasti ainakin tietävät mitä hitsaaminen on.

Tutkimushankkeita ja palveluliiketoimintaa

Savonian palveluliiketoiminta lähti liikkeelle 20 vuotta sitten alueen yritysten tarpeista; mietittiin yrtiysten kanssa mitä opetuksen ja tutkimuksen osa-alueista pitäisi kehittää. Pohjois-Savon yrityksistä nousi tuolloin selkeä tarve hitsausautomaation osaamisen kehittämisestä, johon oppilaitos tarttui. Tuolloin rakentui hitsauslaboratorio, johon kuului mm. hitsausrobottisoluja ja muita hitsauksen laadun varmistamiseen liittyvää laitteistoa.

Savonia ei ainoastaan toteuta hitsausautomaation tutkimushankkeita, vaan toimii myös aktiivisena TKI-palveluntuottajana yritysten omissa kehityshankkeissa. Yrityksille tarjotaan mahdollisuus testata tuotantoratkaisuja nykyaikaisilla teollisuusmittakaavan laitteistoilla tutkimuksen ammattilaisten tekemänä, ilman häiriöitä oman tuotannon arkeen. Savonian laboratorio toimii tarvittaessa yrityksen ulkoistettuna kehitysympäristönä: se simuloi, laskee ja testaa, jotta asiakas voi tehdä investointinsa turvallisin mielin. Kuten Aku Tuunainen osuvasti kiteyttää: “Antakaa meidän epäonnistua teidän puolestanne – me todennamme, jotta te voitte keskittyä tuloksiin.”