Metallien 3D-tulostus lankatulostusmenetelmällä

Tämän opinnäytetyön tavoitteena oli löytää tulostusparametrit metalli-muovikomposiitin tulostamiseksi sekä tarkastella tulosteiden lujuutta. Valmistusprosessissa 3D-tulostamalla valmistetaan kappale, josta sideaineenpoiston jälkeen sintraamalla saadaan metallinen kappale. Tulostusarvot etsittiin suunnittelemalla ja tulostamalla standardin mukainen vetokoekappale. Tulostusmateriaalina käytettiin BASF Ultrafuse 316LX, joka on kehitysversio 3D-tulostimille suunnatusta metallikomposiittilangasta. Opinnäytetyön teoriaosassa esitellään 3D-tulostus valmistusmenetelmänä, käytettävä valmistustapa sekä sen soveltaminen metallisten kappaleiden valmistukseen. Lisäksi esitellään mekaanisen testauksen perusteet. Kokeellisessa osuudessa käsitellään tulostusarvojen muokkausta valmiiden kappaleiden aikaansaamiseksi sekä ulkoisen laadun parantamiseksi. Tulostusparametrien haun haasteellisuutta lisää vähäinen saatavilla oleva ennakkotieto materiaalista. Tulostusarvot, joilla tulostus onnistui ovat materiaalivalmistajan lämpötila-asteikon yläpäästä. Löydetyillä tulostusarvoilla tulostettiin koekappaleita mekaanista testausta varten, ja näille koekappaleille suoritettiin vetokoe. Vetokokeen tuloksista havaittiin suurta vaihtelua lujuudessa sekä venymissä verrattuna ruiskuvalettuihin koekappaleisiin. Vetolujuuden vaihtelut selittyvät valmistusmenetelmästä johtuvista kappaleen sisäisistä virheistä kuten huonosti toisiinsa kiinnittyneistä kerroksista ja materiaalin epätasaisesta syötöstä