haku: @keyword coating / yhteensä: 37
viite: 3 / 37
| Tekijä: | Korkiakoski, Toni |
| Työn nimi: | Production method optimization for thermally sprayed cast-iron discs |
| Tuotantomenetelmän optimointi termisesti ruiskutetuille valurautapyörille | |
| Julkaisutyyppi: | Diplomityö |
| Julkaisuvuosi: | 2014 |
| Sivut: | (7) + 61 s. + liitt. 4 Kieli: eng |
| Koulu/Laitos/Osasto: | Insinööritieteiden korkeakoulu |
| Oppiaine: | Tuotantotekniikka (K3002) |
| Valvoja: | Orkas, Juhani |
| Ohjaaja: | Mykrä, Mikko |
| Elektroninen julkaisu: | http://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-201410212825 |
| OEVS: | Sähköinen arkistokappale on luettavissa Aalto Thesis Databasen kautta.
Ohje Digitaalisten opinnäytteiden lukeminen Aalto-yliopiston Harald Herlin -oppimiskeskuksen suljetussa verkossaOppimiskeskuksen suljetussa verkossa voi lukea sellaisia digitaalisia ja digitoituja opinnäytteitä, joille ei ole saatu julkaisulupaa avoimessa verkossa. Oppimiskeskuksen yhteystiedot ja aukioloajat: https://learningcentre.aalto.fi/fi/harald-herlin-oppimiskeskus/ Opinnäytteitä voi lukea Oppimiskeskuksen asiakaskoneilla, joita löytyy kaikista kerroksista.
Kirjautuminen asiakaskoneille
Opinnäytteen avaaminen
Opinnäytteen lukeminen
Opinnäytteen tulostus
|
| Sijainti: | P1 Ark Aalto 3813 | Arkisto |
| Avainsanat: | HVOF coating thermal spraying cost calculation optimization wear resistance pinnoitus terminen ruiskutus kustannuslaskenta optimointi kulumiskestävyys |
| Tiivistelmä (fin): | Tämän diplomityön tarkoituksena on löytää optimaalinen valmistusmenetelmä pyörähdyssymmetriselle ja termisesti ruiskutetulle valurautakappaleelle. Työ on tehty Componenta Oyj:lle ja se on osa HICON projektia, jossa tutkitaan uusia materiaaliratkaisuja vaativiin käyttökohteisiin. Työssä tarkastellaan koko prosessin kustannustekijöitä ja verrataan pinnoitetun valurautapyörän valmistuskustannuksia ja saavutettuja hyötyjä suhteessa pinnoittamattomaan vastaavaan kappaleeseen. Kromikarbidipinnoite nostaa aiempien tutkimusten perusteella kappaleen kulumiskestävyyttä merkittävästi valurautaan verrattuna. Työn teoriaosuudessa käydään läpi erilaisia termisiä pinnoitusmenetelmiä sekä kulumisen teoriaa. Rautavalimoprosessi ja sorvaus ovat myös mukana teoriaosuudessa, koska ne ovat keskeisiä prosesseja pyörähdyssymmetrisen valurautakappaleen valmistuksessa. Kustannuslaskennassa hyödynnettäviä "valmista tai osta" ja kannattavuusraja-analyysejä on selvennetty teorian kautta ennen analyysien tekemistä käytännön osuudessa. Käytännön osuudessa tarkastellaan kolmea erilaista tapausta, jotka ovat pinnoittamaton kappale, pinnoittaminen ja sorvaus omassa tuotantolaitoksessa sekä pinnoitus ja sorvaus alihankintana. Kaikista eri vaihtoehdoista on laskettu kokonaiskustannus yhden kappaleen tuottamiselle. Omalle tuotantolaitokselle on lisäksi hahmoteltu pohjapiirros ja laskettu kannattavuusraja. Laskelmien mukaan kustannustehokkainta on valmistaa pinnoitettuja ja sorvattuja valukappaleita omassa tuotantolaitoksessa. Ylimääräiset varastointiajat ja kuljetus- sekä pakkauskustannukset saadaan minimoitua. Pinnoittamalla on mahdollista saavuttaa merkittäviä säästöjä, koska tuotteen elinikä pitenee. Pinnoittamalla voidaan myös nostaa kappaleen suorituskykyä, esimerkiksi köysipyörän maksiminostokuormaa. Suurnopeusliekkiruiskutus aiheuttaa myös tiettyjä valmistusteknillisiä haasteita. Jos pinnoitetta halutaan pinnalle tasaisesti joka kohtaan, tulisi ruiskutuspistoolin ja kappaleen olla lähes kohtisuorassa toisiaan vastaan. Työssä käytetty esimerkkikappale on köysiurallinen valurautapyörä. Haastetta aiheuttavat pyörän laipan vieressä olevat urat, joihin pinnoitetta on vaikea saada. Irroitettava urapyörä tai parempi muotoilu voisi ratkaista ongelman. Alkuperäinen idea oli yhdistää terminen ruiskutus ja sorvaus samaan tuotantosoluun, mutta ratkaisu osoittautui haasteelliseksi. Kromikarbidipöly yhdessä lastuamisnesteen kanssa tulisi aiheuttamaan ongelmia sorvin johteissa ja muissa mekaanisissa osissa. Ruiskutuslaitteiston vaatimat ilmanvaihto ja meluneristys lisäksi nostavat kustannuksia, joten nämä kaksi toisistaan selvästi poikkeavaa prosessia päätettiin pitää erillään. |
| Tiivistelmä (eng): | The aim of this thesis was to find an optimal production method for rotationally symmetrical thermally sprayed cast-iron disc. This project was carried out at Componenta as a part of HICON (High Friction Low Wear Contacts) project. The goal of HICON project is to study new materials for demanding applications. The cost structure of the process was studied and the benefits of coated cast-iron disc were compared to thermally sprayed component. Previous studies have shown that chromite carbide coating will substantially increase the wear resistance compared to cast-iron. Different thermal spraying methods and wear phenomenon are covered in the literature review. Iron foundry and turning processes are also included because of their key role in the manufacturing chain of rotationally symmetrical cast-iron discs. "Make-or-buy" and "Break-Even Point" cost calculation analyses are explained in theoretical level before bringing them in to practice. The experimental part consists of three different cases, which are manufacturing uncoated cast-iron discs, outsourcing the coating and turning processes and finally coating and turning in own production facility. Total production costs were calculated for one component in all three cases. Layout was drawn and break-even point calculated for new production plant. The result was that the most cost-effective solution is in-house production. All additional storage periods and freight & packaging costs can be minimized. It is possible to achieve significant cost savings because of component's extended lifetime. Thermal spray coating could also improve performance, for example the maximum load of a wheel pulley without dimensional change. High-Velocity-Oxy-Fuel (HVOF) thermal spraying creates some challenges regarding feasibility of production. To achieve a uniform layer of coating the spray nozzle should be nearly perpendicular to the component. The example wheel pulley used in this thesis has challenging geometry as the pulley grooves are really close to the flange. The spray gun cannot reach to the last groove. Separate section with grooves or different geometry could solve the problem. The idea in the beginning of this project was to combine turning and HVOF coating in to one production cell, but the solution proved to be too challenging. Cutting fluid and fine chromium carbide powder together would do harm for the moving parts in the lathe, for example the lead screw. HVOF coating equipment requires good noise protection and extra ventilation which increase the expenses, so these two divergent processes were segregated in the production plan. |
| ED: | 2014-10-26 |
INSSI tietueen numero: 49908
+ lisää koriin
INSSI