Luvussa 4.1 asetettiin DFMA -projektille tavoitteet. Taulukossa 17 on esitetty uuden rakenteen suunnittelua koskevien tavoitteiden täyttyminen.
Taulukko 17. DFMA-projektin tavoitteiden täyttyminen.
Kysymys Vaatimus Vaatimuksien täyttyminen Selitys
Laitteiston sallitut maksimimitat [mm] Komponenttien mitat ja niiden väliset standardi putket ja -osat määrittävät
Avattavuus ja huollettavuus Säiliöiden tulee olla
irroitettavissa rakenteesta. Kyllä
Materiaalit Tulee olla kierrätettäviä ja
uusiokäytettäviä Kyllä
8 JOHTOPÄÄTÖKSET
Johtopäätöksenä rungon valamisesta voidaan todeta, että diplomityössä esitetty valukappale ei sovellu valettavaksi sellaisenaan. Luvussa 6.6.1 on esitetty valettavuuden parantamiseksi kappaleeseen tehtävät muutokset. Tehdyn analyysin perusteella ehdotetaan siis, että valettava runko suunnitellaan uudestaan luvussa 6.6.1 mainitut asiat huomioiden.
Lisäksi on suositeltavaa hyödyntää tuotekehitysprosessin aikana valusuunnittelijan tai asiantuntevan organisaation asiantuntemusta.
Tuotteen uusi hitsattava laippaliitoksin kokoonpantava rakenne suunniteltiin soveltuvaksi standardikokoisille rekuperaattorin ja lauhduttimen levypakoille. Lisäksi rakenteen putkisto suunniteltiin standardiosista. Tuotekehitysprojektin jatkuessa on laitteiston lujuusvaatimuksista saatava tarkempaa tietoa ja analyysiä, jolloin materiaalipaksuuksia voidaan optimoida ja alentaa uuden rakenteen kokonaiskustannuksia. Tällöin rekuperaattorin ja lauhduttimen säiliöt, jotka tällä hetkellä muodostavat 50,4 -prosenttia rakenteen kustannuksista (kts. luku 5.6), voidaan valmistaa standardiosista. Esimerkiksi säiliön vaippa on mahdollista valmistaa standardikokoisesta putkesta, jonka ympärille hitsataan alipainejäykisteet. Lisäksi säiliön päätyjä on saatavilla standardiosina, mitä ei uuden rakenteen suunnittelussa ole huomioitu (Saarijärven päätytuote 2013).
Mikäli valettava runko suunnitellaan jatkotuotekehitysprojektissa uudestaan ja valettavuuden ongelmat saadaan ratkaistua, on mahdollista vertailla tarkemmin rungon valamista ja hitsattavaa laippaliitoksin kokoonpantavaa rakennetta keskenään. Tällöin saadaan tarkempaa tietoa valmistuskonseptien kannattavuudesta sekä muista vaadittavista ominaisuuksista ja pystytään tekemään lopullinen valinta rakenteen toteuttamiselle. Mikäli jatkotuotekehitysprosessia ei rungon valamisen osalta toteuteta, valitaan tuotteen rakenteeksi hitsattava ja laippaliitoksin kokoonpantava rakenne.
ORC -energianmuuntimen kustannuksista voidaan yleisesti todeta, että putkistot ja säiliöt muodostavat niistä vain viidenneksen, joten tuotekehityksen resursseja tulee suunnata ehdottomasti myös muihin laitteiston osa-alueisiin. Suurimman yksittäisen kustannuksen tuotteessa muodostaa turbogeneraattori, jossa on haasteena soveltuvan komponentin saatavuus markkinoilla. Mikäli turbogeneraattoria ei ole saatavilla markkinoilta,
tuotekehitysprojektin haasteet kasvavat huomattavasti kilpailukykyisen ja kannattavan tuotteen kehittämiseksi.
9 YHTEENVETO
Diplomityön tavoitteena oli selvittää, kuinka ORC -tekniikkaan perustuva energianmuunnin on valmistettavissa kannattavasti. Energianmuuntimelle suunniteltiin uusi hitsattava ja laippaliitoksin kokoonpantava rakenne DFMA:n apuneuvoja tietokoneavusteista suunnittelua ja suunnattuja kysymyslistoja hyödyntäen. Uuden rakenteen valinta tehtiin vertailemalla erilaisia lay-out ratkaisuja. Vertailun arvosteluperusteiksi valittiin fyysiset ulkomitat sekä putkiston yksinkertaisuus. Lisäksi työssä tehtiin toisen mahdollisen valmistuskonseptin analysointi, jossa arvioitiin rungon valettavuutta sekä valittiin rungon valamiseen soveltuvat valumenetelmät. Lähtötilanne valettavan rungon analysointiin oli erilainen kuin uuden rakenteen suunnitteluun, sillä valettava runko oli suunniteltu jo ennen tämän diplomityön aloittamista. Tämän takia työssä etsittiin kappaleen valamiseen soveltuvat menetelmät sekä analysoitiin rungon soveltuvuutta valukappaleeksi aiemmin suunnitellun valettavan rungon perusteella.
Valettava runko oli myös suunniteltu siten, että siihen asennettavat rekuperaattorin ja lauhduttimen levypakat ovat huomattavasti pienemmät kuin hitsattuun rakenteeseen asennettavat, mikä tulee huomioida verrattaessa valettavan rungon ulkomittoja ja massaa uuteen hitsattavaan rakenteeseen.
Energianmuuntimelle suunniteltiin uusi hitsattava ja laippaliitoksin kokoonpantava rakenne, josta tehtiin valmistuspiirustukset. Valmistuspiirustusten pohjalta mahdollisille toimittajille lähetettiin tarjouspyynnöt, joiden perusteella saatiin tietoa uuden rakenteen kustannuksista. Toisen valmistuskonseptin eli rungon valamisen kustannuksiin ei diplomityössä otettu kantaa, sillä tehdyn analyysin perusteella valukappale ei ole valmistettavissa diplomityössä esitettynä konstruktiona ja on sen takia suunniteltava uudelleen valettavuuden parantamiseksi.
Diplomityön johtopäätöksenä valettava runko on suunniteltava uudestaan valmistettavuuden parantamiseksi. Mikäli jatkotuotekehitysprojektia ei toteuteta
valurungon osalta, valitaan tuotteen rakenteeksi diplomityössä esitetty hitsattava ja laippaliitoksin kokoonpantava rakenne.
LÄHTEET
Arkkio A. Larjola J. Pyrhönen J. 2010. Suurnopeustekniikka [verkkodokumentti]. [Viitattu 29.1.2014].Saatavissa:<http://www.lut.fi/search?p_p_id=3&p_p_lifecycle=0&p_p_state=n
ormal&p_p_mode=view&p_p_col_id=column-1&p_p_col_count=1&_3_struts_action=%2Fsearch%2Fsearch&_3_redirect=search&_3_k eywords=Suurnopeustekniikka&x=0&y=0>
Aromaa J. 2005 Korroosionestotekniikan perusteet. Espoo: Otamedia Oy. 132 s.
Cupori. Kupariputkien suunnittelu- ja asennusopas. [Cuporin www-sivuilla]. Päivitetty 1.2.
2013. [viitattu 6.2.2014]. Saatavissa:<http://www.cupori.com/kupariputkien-asennus>
Dowcorning. Käyttöturvallisuustiedote. DOW CORNING(R) 1-2577 LOW VOC
CONFORMAL COATING. [Dowcorning:n www-sivuilla]. Päivitetty 25.11.2010. [viitattu 7.2.2014].
Saatavissa:<https://www1.elfa.se/data1/wwwroot/assets/datasheets/dc1-2577_lowvoc_fin_msds.pdf>
Eskelinen, H. 2012. Tuotantotekniikan erityisopintojakso. DFMA. Luentomateriaali.
Lappeenrannan teknillinen yliopisto.
Eskelinen, H. Karsikas, S. 2013. DFMA –opas –valmistus- ja kokoonpanoystävällisen tuotteen suunnittelu. Lappeenranta. LUT scientific and expertise publications. 115 s.
European Aluminium Association. Recycling. [European Aluminium Association www-sivuilla]. Päivitetty 1.6.2012. [viitattu 10.2.2014].
Saatavissa:<http://www.alueurope.eu/recycling2/>
Gerhenson J.K. Prasad G.J. Zhang Y.2003. Product modularity: definitions and benefits.
Journal of Engineering Design. Vol.14. NO. 3: S.295-313.
Lost Foam. Top Ten Lost Foam Casting Questions. [Austin Design Group, Inc:n www-sivuilla]. Päivitetty 15.2.2014. [viitattu 4.3.2014]. Saatavissa:
<http://www.lostfoam.com/content/featured_articles/article1.php>
Hentinen M. Hynnä P. Järviluoma M. Lahti T. Nevala K. Vähänikkilä A. 2002. Värähtelyn ja melun vaimennuskeinot kulkuvälineissä ja liikkuvissa työkoneissa [verkkodokumentti].
[Viitattu 29.1.2014]. Saatavilla <http://www.vtt.fi/inf/pdf/tiedotteet/2002/T2160.pdf>
Honkatukia, J. 2014. Re: HEXCOM- kiertoainepuolen hermeettisyys [yksityinen sähköpostiviesti]. Vastaanottajat: ollimatti.kosamo@lut.fi, antti.uusitalo@lut.fi (cc).
Lähetetty 7.2.2014 klo 10:11 (GMT +0200).
Honkatukia, J. Tutkija. Lappeenrannan teknillinen yliopisto. Uusitalo, A. Nuorempi tutkija.
Lappeenrannan teknillinen yliopisto. Lappeenranta. Suullinen haastattelu 21.1.2014.
Haastattelijana Ollimatti Kosamo. Muistiinpanot opiskelijan hallussa.
Höök, T. Tuntiopettaja. Savolainen, P. Sulatusinsinööri (DI). Valimoinstituutti. Tampere.
Suullinen haastattelu 12.2.2014. Haastattelijana Ollimatti Kosamo. Muistiinpanot opiskelijan hallussa.
Ihalainen E. Aaltonen K. Aromäki M. Sihvonen P. 2003. Valmistustekniikka. 10.painos.
Otatieto Oy. Helsinki. 490 s.
International Stainless Steel Forum. The Recycling of Stainless Steel. [International Stainless Steel Forumin www-sivuilla]. Päivitetty 12.5.2009. [viitattu 10.2.2014].
Saatavissa:<http://www.worldstainless.org/Files/issf/Animations/Recycling/Flash.html>
Lai X. & Gerhenson J. K. 2008. Representation of similarity and dependency for assembly modularity. International Journal of Advanced Manufacturing Technology. Vol.37: S.803-827.
Lehtonen A. Teknillinen johtaja. Alphaform. Puhelinhaastattelu 4.3.2014. Haastattelijana Ollimatti Kosamo. Muistiinpanot opiskelijan hallussa.
Loureiro G. Curran R. 2007. Complex Systems Concurrent Engineering. 1.painos. Springer Science. London. 831 s.
Liao D. Fan Z. Jiang W. Shen E. Liu D. 2011. Study on the surface roughness of ceramic shells and castings in the ceramic shell casting process based on expandable pattern.
Journal of Materials Processing Technology. Vol.211:S.1465-1470.
Masino.Kumipaljetasaimet. [Masinon www-sivuilla]. Päivitetty 18.11. 2013. [viitattu 6.2.2014]. Saatavissa:
<http://www.masino.fi/wp-content/uploads/2013/06/Kumipaljetasainvalikoima.pdf>
Meskanen S. Höök T. 2011. Suunnittelijan perusopas. [Valuatlaksen www-sivuilla].
Päivitetty 31.10.2011. [viitattu 19.2.2014].
Saatavissa:<http://www.valuatlas.fi/tietomat/koosteet/valukappaleensuunnittelu/index.html
>
Meskanen S. Höök T. 2009. Valimotekniikan perusteet. [Valuatlaksen www-sivuilla].
Päivitetty 7.5.2013. [viitattu 18.2.2014]. Saatavissa:
<http://www.valuatlas.fi/tietomat/koosteet/valimotekniikanperusteet/vtp_17.html>
MET Raaka-ainekäsikirja 2. 2001. Valuraudat ja valuteräkset. 2. painos.
Metalliteollisuuden Kustannus Oy. Tampere. 196 s.
Olkinuora P. Menetelmäsuunnittelija. Sulzer Pumps Finland Oy. Puhelinhaastattelu 14.2.2014. Haastattelijana Ollimatti Kosamo. Muistiinpanot opiskelijan hallussa.
Raja V. Fernandes K. 2008. Reverse Engineering : An Industrial Perspective. Springer Science. London. 242 s.
Reunanen A. Honkatukia J. Esa H. Pitkänen H. Lattu J. Larjola J. 2000. ORC-voimalan soveltuvuus hyödyntämään dieselvoimalan hukkalämpöä, Tekes DrNo 1549/401/98
Saarijärven päätytuote Oy. Standardimuodot. [Saarijärven päätytuote Oy:n www-sivuilla].
Päivitetty 20.9.2013. [viitattu 26.5.2014].
Saatavissa:<http://www.paatytuote.com/fi/STANDARDIMUODOT/>
Sadat M. Gheysari A. H. Sadat S. 2011. The effects of casting speed on steel continuous casting process. Heat and Mass Transfer. Vol.47: S.1601-1609.
SFS 5361. 2007. Putkiston kannatus. Kannakestandardien käyttö. 5.painos. Helsinki:
suomen Standardisoimisliitto SFS. 17s. Vahvistettu ja julkaistu englanninkielisenä.
SFS- EN ISO 8062-3. 2007. Geometrinen tuotemäärittely (GPS). Muotilla valmistettujen kappaleiden mittatoleranssit ja geometrisen toleranssit. Osa 3: Valukappaleiden mittojen yleistoleranssit, geometriset yleistoleranssit ja työstövarat. Helsinki: suomen
Standardisoimisliitto SFS. 67s. Vahvistettu ja julkaistu englanninkielisenä.
Strenometer. 2012. Lost Foam - What is it. [Strenomerin www-sivuilla]. Päivitetty 15.10.2012. [viitattu 4.3.2014].
Saatavissa:<http://www.strenometer.dk/Files/Katalog/Brochurer/A%20GSL%20Lost%20F oam%20brochure.pdf>
Toikka P. Erikoissuunnittelija. Koulutus- ja kehittämiskeskus. Lappeenrannan teknillinen yliopisto. Suullinen haastattelu 25.4.2014. Haastattelijana Ollimatti Kosamo. Muistiinpanot opiskelijan hallussa.
Triogen. 2014. [Yrityksen verkkosivut]. [viitattu 23.1.2014]. Saatavissa:
<http://www.triogen.nl>
Ulrich K. Tung k. 1994. Management of Design. Fundamentals of product modularity.
[verkkodokumentti]. Springer Netherlands. [viitattu 11.3.2014.]. Saatavissa:
<http://link.springer.com/chapter/10.1007/978-94-011-1390-8_12>.
[Tekstiviite: (Ulrich & Tung, 1994, s.219-231.)]
LIITTEET