pintoja. Energiatehokkaamman suorituskyvyn paraneminen on suoraa seurausta näistä muutoksista, painon keveneminen verrattuna aiempiin metallirakenteisiin sekä vastuksen pienen- täminen ovat luonnollisia tavoiteltuja etuja. Tuotannollinen tehokkuus paranee tyypillisesti myös automa- tisoimalla tuotantoa. Tuotteiden valmistuksen tarvittavat työka- lustukset ja laitteet vaativat investointeja, mutta tuotantosolujen työkalustus ja automatisointi tuottavat tehokkaampaa valmis- tusta sekä merkittävästi tasaisempaa laatua. Nämä edut näkyvät myös suoraan siinä, että on hyödyllistä toteuttaa isojakin kom- posiittirakenteita, vaikka alkuinvestointi saattaa olla suurempi kuin perinteisen metallirakenteen osalta. Tuotannon automatisointi käytännössä Miten tekemistä sitten voidaan automatisoida? Komposiittituot- teiden valmistuksessa on tyypillisesti monta vaihetta. Nämä yksittäiset vaiheet voidaan toteuttaa automatisoiduissa soluis- sa eli esimerkiksi laminointikoneella voidaan haluttu rakenne laminoida kerros kerrokselta haluttuun suuntaan ja luoda suun- niteltu rakenne juuri sellaiseksi kuin tarvitaan. Automaattilami- nointi voidaan tehdä myös kuivana, jolloin rakenne kostutetaan laminoinnin jälkeen esimerkiksi injektoimalla. Injektoimalla päästään liki prepreg-tasoiseen laminaatin laatuun, mutta edul- lisemmilla materiaaleilla. Laminoinnin jälkeen kappale kovete- taan halutussa lämmössä tarpeellisen ajan, jolloin laminaatil- le saadaan tarvittavat ominaisuudet. On myös monta tapaa teh- dä lämmössä kovetus alipainesäkissä ja uunissa, prässissä tai autoklaavissa. Tyypillisesti kovetuksen jälkeen on koneistus, joka tehdään automaattikoneella ohjelmien mukaan. Näin kappaleiden mit- tatarkkuus ja toleranssit ovat juuri halutulla tasolla. Tämä on kokonaisuuden hallinnan kannalta merkittävää koska silloin ei tarvita juurikaan hiomista tai muuta säätämistä esimerkiksi mahdollisessa kokoonpanovaiheessa. Kokoonpanon automaa- tio noudattelee varsin samoja linjoja kuin tyypillinen autonko- rin hitsaus, kappaleita tuetaan jigeihin, levitetään liimat oikei- siin paikkoihin ja liitetään kappaleet toisiaan vasten, kunnes lii- masaumat kovettuvat. Toki eri vaiheiden välissä tehdään tapauskohtaisella tark- kuudella tehtävät mittaukset, joilla varmistetaan, että siihen asti toteutetut vaiheet täyttävät halutut kriteerit. Näin voidaan minimoida uudelleen tehtävien vaiheiden tai korjausten mää- rää. Erheellinen kappale ei etene tuotannossa vaan se romu- tetaan tai laitetaan tarvittaessa kuntoon ennen kuin se jatkaa jalostuksessa. Merkittävä etu komposiittituotteiden valmistuksessa on myös se, että kappaleiden tai tuotteen pintakäsittely tehdään vain ker- ran eikä erillisiä pintakäsittelyitä tai suojauksia tarvita kesken prosesseja. Toki ennen liimaliitoksia pinnat on puhdistettava ja karhennettava. Tuotannon automatisointia pohdittaessa on tärkeää luoda kuhunkin prosessin vaiheeseen tarvittavat olosuhteet. Siellä missä käsitellään hartseja tai liimoja, on hyvä olla riittävä ilman- vaihto tai missä syntyy koneistus- tai hiontapölyä, on hyvä olla riittävä kohdepoisto ja suodatus. Kun sarjamäärät kasvavat riittävän suuriksi tulee tarve auto- matisoida myös solujen välinen logistiikka, jolloin kappaleiden tai työkalujen virtaan voidaan ohjata ja käsitellä automaattisesti. Tyypillisesti tämä tulee tarpeelliseksi, kun aletaan puhua tuhan- sien kappaleiden tuotantomääristä.
Haasteet komposiittivalmistuksen automatisoinnissa Isossa kuvassa komposiittivalmistus ei ole samassa määrin automatisoitua kuin monissa metallituotteiden valmistukses- sa on nähtävissä. Parhaita esimerkkejä automatisoiduista tuo- tantolinjoista komposiittipuolella löytyy esimerkiksi autotehtai- den linjoilta. Toki autopuolellakin varsinaisten suursarjaosien tuotantosovelluksia on aika harvassa. Autopuolen komposiitit ovat tyypillisimmin joko suorituskykyisten autojen rakenteita ja korinosia tai sitten lyhytkuituisia kestomuovikomponentteja joihinkin korin osiin. Potentiaalia komposiittien hyödyntämisel- le suursarjatuotantomaisissa tuotteissa toki löytyy. Todennäköi- sesti yhtenä pulmana niiden soveltamiselle on se, ettei niitä ole tehty sataa vuotta eli komposiittimateriaalit ja teknologiat ovat vielä hieman tuntemattomia eri valmistajille. Toki on jo kohtei- ta, joissa käytetään komposiittimateriaaleja sen takia, että kom- posiittien tuotantoon tarvittavat työkalustuksen ovat kuitenkin paljon edullisempia kuin esimerkiksi pellin prässäämiseen tar- vittavat metallityökalustukset. Mallien ja muotojen päivittämi- nen facelifteissä on sitä kautta ketterämpää. Tuntuu, että suursarjoissa esimerkiksi autopuolella saattaa olla haasteena vielä kierrätykseen liittyvät ennakkoluulot. Suomes- sahan tämä aihe ole ongelma Kimuran ansiosta, mutta vastaa- vanlaisen koko maan kattavan kierrätysjärjestelmän puute saat- taa Euroopassa hidastaa suurten komposiittivolyymien toteutta- mista, tai ainakin terästuotteiden valmiit vastaukset ja järjestel- mät helpottavat kierrätysvaatimusten täyttämistä. Tähän syn- tyy lisää valoa Composite Circle- EU-projektissa, johon kompo- siittijaosto osallistuu. Tarkkuutta ja tehokkuutta: Nykyaikainen CNC- työstökeskus viimeistelee komposiittikappaleen pintaa. Automaatio mahdollistaa monimutkaisten muotojen toistettavuuden ja minimoi valmistusvirheet.
2/2026 MUOVIPLAST 31
Made with FlippingBook - Online magazine maker