Haku

MIM-teknologialla kohti tulevaisuuden pienosatuotantoa?

20.4.2017

Karelia-ammattikorkeakoulun MIM-laitteisto yritysten hyödynnettävissä

Joensuun Tiedepuiston ja Karelia-ammattikorkeakoulun kanssa yhteistyössä 21.3.2017 järjestetty High Tech Business Café: MIM – Metalliruiskuvalun mahdollisuudet teollisuudelle keräsi Pohjois-Karjalaiset metalli- ja muoviteollisuuden pienet sekä suuret toimijat yhteen. 

Tilaisuus avattiin tutustumalla Karelia-ammattikorkeakoulun Wärtsilän kampuksen MIM-laitekantaan sekä sintrausuuniin. Laitteistot herättivät paljon kiinnostusta ja ammattikorkeakoulun väki pääsi näyttämään ammattitaitonsa vastailleissaan useisiin MIM-teknologiaa koskeviin kysymyksiin. Aihe on ajankohtainen, sillä entistä useampi toimija hyödyntää MIM-osia. MIM markkinat ovat kasvussa erityisesti Aasian alueella mutta myös Euroopassa, jossa MIM-teknologian taitavat yritykset ovat erikoistuneet ja työllistävät yhä enemmän, vaikka samalla toimijoiden määrä on vähentynyt.

 

Tapahtumaan osallistuvat yritykset olivat aktiivisia kysymään ja keskustelemaan MIM-teknologian haasteista ja mahdollisuuksista.

Tutustumiskierros oli myös avaus uusille kumppanuuksille, sillä Suomessa ainutlaatuisella metalliruiskuvalulaitteistolla tähdätään yritysyhteistyöhön vieden teknologiaosaamista yhteistuumin eteenpäin. Tällä hetkellä Karelia-ammattikorkeakoulussa MIM-osaaminen keskittyy ruiskuvalun ja muottien tekemiseen ja jatkossa yritysyhteistyön myötä keskitytään erilaisten MIM-prosessien sekä materiaalien kehitykseen. 

Pohjois-Karjalassa on entuudestaan vahvaa suunnittelun ja valmistuksen osaamista muovi- sekä metallityöstön osalta, mutta Suomessa tuotettuja MIM-osia käytetään vielä vähän. Yhtenä tekijänä on MIM-osien täysin omanlainen suunnittelu ja valamisen -prosessi, joka vaatii kokeneen MIM-tekniikan osaajan. Yritysyhteistyön kautta pyritään kehittämään sekä tehostamaan MIM-prosessien suunnittelua ja tuotekehitystä. 

Karelia-ammattikorkeakoulussa MIM-osien tuotekehitysaika on muutamasta viikosta puoleen vuoteen riippuen miltä tasolta osan suunnittelussa lähdetään liikkeelle. Metalliruiskuvalua varten suunnitellun osan tuotekehitys on huomattavasti nopeampaa mutta suunnittelu voidaan aloittaa myös pelkästä tuoteideasta, jolloin tuotekehitys vie enemmän aikaa. Olipa lähtötilanne mikä tahansa on yrityksen helppoa osallistua MIM-osan suunnitteluun ja reaaliaikaiseen seurantaan sekä viedä prosessia haluamaansa suuntaan yhdessä Karelia-ammattikorkeakoulun kanssa.

 

MIM-osien tuotantoon tarvittava sintrausuuni herätti mielenkiintoa.

PIM, CIM ja MIM -lyhyesti

PIM tulee sanoista Powder Injection Molding, eli jauheruiskuvalu. Käsitteet CIM (Ceramic Injection Molding) sekä MIM (Metal Injection Molding) määrittävät jauheruiskuvalussa käytettävän aineksen.

MIM-prosessissa metallijauhe ja Polymeeri-sidosaine sekoitetaan ja granuloidaan, jonka myötä saadaan tuotannossa käytettävä materiaali, eli ns. ”feed stock”. Yleensä tämän vaiheen suorittaa raaka-aineen toimittaja, jolloin itse tuotanto alkaa ruiskuvalusta. 

Ruiskuvaletut, ns. ”green part” -kappaleet liikkuvat linjastoa pitkin sideaineenpoistouuniin, josta ne tulevat ulos ns. ”brown part” -kappaleena. Sideaine voidaan poistaa myös liottamalla. Tämän jälkeen tuotteet viedään sintrausuuniin, josta ne tulevat valmiina kappaleena jäähdytysalueelle. Ruiskuvaluun erikoistuneissa yrityksissä koko prosessi tapahtuu automaattisesti.

Metalliruiskuvalun hyödyt ovat pienten ja monimutkaisten komponenttien tuotannossa, joiden sarjakoot ovat 10 000 tai suurempia. Valmistettavien osien koot vaihtelevat nuppineulasta nyrkin kokoisiin komponentteihin. Tästä suurempien kappaleiden tuotannossa ongelmaksi muodostuu nopeasti nousevat materiaalikulut. 

MIM-tekniikalla voidaan tehdä geometrialtaan vaativia kappaleita, jotka eivät ole esim. koneistamalla kustannustehokkaasti toteutettavissa. Valmiita kappaleita voidaan työstää, lämpökäsitellä ja pinnoittaa. Valukanavistot sekä harjoituskappaleet voidaan uusiokäyttää.  

Toisen roska on toisen aarre

Tuomas Pinomaa avasi Teknologian tutkimuskeskus VTTn yrityksille tarjoamia MIM-teknologian mahdollisuuksia. VTTllä on 30-vuoden kokemus jauhemetallurgiasta. Tavoitteena on tehdä mistä tahansa aineesta MIM-massaa, eli metalli- keraami- tai näiden kahden aineksen sekoitusta. Päämääränä on hyödyntää teollisuuden sivuvirtoja ja usein päällimmäinen kysymys teollisuuden toimijan suuntaan on, että ”mitä te laitatte roskikseen?” 

VTTn kanssa yhteistyöprojektia kaavaileva yrittäjä ilahtuu kuullessaan, että toimeksiannon aikana ja sen kautta saavutetun reseptin IPR, eli immateriaalioikeudet siirtyvät toimeksiannon tehneelle yritykselle. Yleensä tutkimuslaitokset haluavat pitää IPR-oikeudet itsellään. 

Yleensä tuotteistamisprosessi käynnistyy esimerkiksi olemassa olevasta sivuvirtatuotteesta, jolle lähdetään etsimään sopivaa käyttötarkoitusta. Esimerkiksi yrityksellä voi olla takapihallaan sata tonnia rikastushiekkaa ja sille pitäisi keksiä käyttöä. Tällöin VTTn 2500 tekijän organisaation tietotaito on käytettävissä tämän asian ratkaisemiseksi.  

MIM käytännön tasolla

Veikko Viitanen Vesuto Oystä esitteli lukuisia erilaisia muovi- ja metalliruiskuvalun konkreettisia tuote-esimerkkejä, joita yritys on toteuttanut. Tuotesuunnittelua ja kehitystä tehdään Pelle Pelottoman tavoin, eli virheitä pelkäämättä ja tämä toimintalogiikka pitää yrityksen kiireisenä. 

Konkreettisella tasolla jatkettiin Sveitsiläisen Parmaco yrityksen Daniel Cautillon kanssa. Yritys tekee MIM-tuotteita laidasta laitaan lukkoteollisuuden ratkaisuista, ase-, urheilu- ja ruokateollisuuden tuotteisiin. myös suunnittelu tehdään talon sisällä ja yritys tekee ruiskutettavat materiaalit itse, joka mahdollistaa ominaisuuksien tarkan määrittämisen valmistettavan tuotteen mukaan. Ainoastaan muotit tulevat yhteistyökumppaneilta, eli käytännössä lähes koko MIM-prosessi tapahtuu talon sisällä. Cautillon viesti oli selkeä, MIM tarjoaa monipuoliset mahdollisuudet teollisuuden eri sektoreiden käyttöön. 

MIM - Metalliruiskuvalun mahdollisuudet tapahtuma tarjosi osallistujille uutta tietoa pohdittavaksi sekä jatkojalostettavaksi oman yrityksen tarpeisiin. Joensuun Tiedepuisto Oy:n kehityspäällikkö Juha Purmonen oli erittäin tyytyväinen, sillä tapahtuma houkutteli laajalti Pohjois-Karjalassa toimivia metalli- ja muoviteollisuuden osaajia yksittäisistä yrityksistä suuriin toimijoihin. Näin ollen tapahtumassa oli koko arvoketju edustettuna suunnittelusta itse valmistavaan teollisuuteen. Kaikki saivat varmasti jotakin hyödynnettävää tästä tilaisuudesta. 

Katso tapahtuman puhujien materiaalit täältä.

 

Lisätietoja

Karelia-ammattikorkeakoulu
Kari Mönkkönen
kari.monkkonen @ karelia.fi
Puh. 050 463 0428

Joensuun Tiedepuisto Oy
Juha Purmonen
juha.purmonen @ tiedepuisto.fi
Puh. 050 354 3832