search query: @supervisor Kuosmanen, Petri / total: 195
reference: 9 / 195
| Author: | Pomell, Janne |
| Title: | Painevaletun tuotekotelon suunnittelu vaativiin käyttöolosuhteisiin |
| Design of high pressure die cast product casing for harsh environment | |
| Publication type: | Master's thesis |
| Publication year: | 2016 |
| Pages: | (7) + 117 s. + liitt. 4 Language: fin |
| Department/School: | Insinööritieteiden korkeakoulu |
| Main subject: | Koneensuunnittelu (K3001) |
| Supervisor: | Kuosmanen, Petri |
| Instructor: | Nivala, Arto |
| Electronic version URL: | http://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-201609224209 |
| Location: | P1 Ark Aalto 4550 | Archive |
| Keywords: | product casing enclosure high pressure die cast corrosion scratch resistance hardness tuotekotelo suojakotelo painevalu pinnoitus korroosio naarmuuntuminen |
| Abstract (eng): | Delicate electronics of the measurement devices are usually protected from the corrosive environment by a product casing. The design process of the product casing is effected by several manufacturing, environmental exposure, surface treatment and product appearance requirements, which complicate the design. To support the design process of next generation´s product casings, the thesis work aims to clarify how the product casing for harsh environment should be designed when using high pressure die casting. In addition to a literature review of the most relevant technologies, the design of one product casing used by a Finnish high-tech company was evaluated as a case study. The study was conducted as qualitative interviews within the company and main suppliers to find out the most crucial design challenges. The manufacturing quality reports of the device were also analyzed. Based on the literature review and case study, different coatings suitable for high pressure die cast parts were evaluated. Corrosion resistance, scratch resistance and hardness of 10 most promising coatings was measured. The coating types were sol-gel hybrid, ceramic composite, plasma electrolytic oxidation and zinc-flake coatings. The conclusion of the study was that designing high surface quality pressure die cast parts requires significant understanding of the manufacturing technology. For this reason, the design process should be done from the start together with cast and tool designers so that further quality issues can be avoided. The final surface quality is affected by various factors so the professional skills of the caster and tool designers are key factors for successful product casing. Selecting a coating for a product casing to be used in a harsh environment is a challenging task because of several partly contradicting coating requirements. The conclusion of corrosion test was that sol-gel-hybrid, ceramic composite and plasma oxidation coatings are not adequate as a single layer system to protect high pressure die casted product casings. However, these coatings could be used as a part of coatings system together with other corrosion resistant surface treatments. Zinc-flake coatings were found most suitable of the tested coatings even though some localized corrosion was found after the test. Scratch and hardness tests showed that scratch resistance of the coating depends on multiple surface properties. More scratch resistant coatings cannot be selected on the basis of hardness alone. |
| Abstract (fin): | Teollisuuden mittalaitteiden herkkä elektroniikka suojataan tavallisesti ympäristön haitallisilta olosuhteilta erillisellä kotelorakenteella. Tuotekotelon suunnitteluun vaikuttaa kuitenkin useat valmistustekniikan, ympäristön, pinnoituksen ja tuotteen ulkonäön vaatimukset, joiden huomioiminen laitteiden suunnittelussa on haastavaa. Seuraavan sukupolven laitteiden tuotekehityksen tukemiseksi tässä diplomityössä pyrittiin selvittämään, kuinka vaativiin ympäristöolosuhteisiin tarkoitettu tuotekotelo tulisi painevalutekniikkaa käytettäessä suunnitella. Keskeisimpien tekniikoiden kirjallisuuskatsauksen lisäksi työssä selvitettiin suomalaisen huipputeknologian yrityksen tuotteen kotelorakenteessa ilmenneitä ongelmakohtia ja haasteita. Selvitys toteutettiin haastatteluilla kohdeyrityksessä ja alihankintaketjussa sekä analysoimalla valmistuksen laatukirjanpitoa. Tuotekotelon selvityksen ja kirjallisuuskatsauksen perusteella työssä arvioitiin eri painevaletuille tuotekoteloille sopivia pinnoitteita. Kymmenen eri pinnoitetta valittiin tarkemmin testattavaksi. Pinnoitteita testattiin korroosiokeston, naarmuuntumisen ja kovuuden osalta. Testattavaksi valikoitui sooli-geeli-hybridi-, keraamikomposiitti-, plasmaoksidointi- ja sinkkihiutalepinnoitteita. Diplomityön keskeisimpinä päätelminä todettiin, että pinnanlaadultaan erinomaista painevaluosaa suunniteltaessa vaaditaan huomattavaa ymmärrystä painevalutekniikasta. Kappaleen tilaajan tuleekin olla suunnittelun alusta asti yhteydessä alihankintaan, jotta myöhemmiltä ongelmilta vältytään. Tilaajan tulee luottaa paljolti alihankkijoiden ammattitaitoon, koska kappaleen lopulliseen laatuun vaikuttaa kappaleen muodon lisäksi useat valmistuksen eri tekijät. Vaativiin käyttöolosuhteisiin tarkoitettujen tuotekoteloiden pinnoitteiden valinta taas tunnistettiin haastavaksi lähinnä lukuisien ja osittain ristiriitaisten vaatimusten takia. Korroosiokokeissa todettiin, että testattujen sooli-geeli-hybridi-, keraamikomposiittipinnoitteet ja plasmaoksidointi eivät sovellu yksittäin tuotekoteloiden korroosiosuojaksi. Pinnoitteet voivat soveltua kuitenkin käytettäväksi monikerrospinnoitteina. Sinkkihiutalepinnoitteella saavutettiin kuitenkin hyviä tuloksia vähäisestä paikallisesta korroosiosta huolimatta. Naarmuuntumista ja pinnoitteiden kovuutta tarkasteltaessa havaittiin, että naarmuuntumisen kestävyys on riippuvainen useista eri pinnan ominaisuuksista. Pelkästään pinnoitteen kovuudesta ei voida vetää suoria johtopäätöksiä naarmuuntumisen kestosta. |
| ED: | 2016-09-25 |
INSSI record number: 54442
+ add basket
INSSI