1.12.2015 Mihin valmistusteknologia on menossa? Pirkanmaan Teknologiateollisuus ry:n ja Helsingin Metalliteollisuuden piiriyhdistys ry:n seminaariristeily Tukholmaan 20…22.11.2015 Kalevi Aaltonen Aalto-yliopisto Tuotantotekniikka Quo vadis ars fabricandi ? Minne menet valmistusteknologia? Toivottavasti et minnekään eli pidetään tuotanto tulevaisuudessakin Suomessa ! 1 1.12.2015 Aalto-yliopiston strategia Vapaus ajatella, Rohkeus toimia Alkusanat "Jos minun pitäisi kuvata Aalto-yliopistoa yhdellä sanalla, se sana olisi ’rohkea’. En ole elämässäni nähnyt ympärilläni samanlaista rohkeutta pyrkiä uudistamaan akateemista maailmaa, tähtäämään korkealle ja kyseenalaistamaan olemassa olevaa – jopa epäonnistumisen riskilläkin. Kiitos kuuluu poikkeuksellisen rohkeille opiskelijoillemme ja työntekijöillemme. Yliopisto on parhaimmillaan kesyttämätöntä uteliaisuutta. Kiitos teille kaikille siitä, että olette uteliaita uutta kohtaan." rohkea Tuula Teeri Rehtori, Aalto-yliopisto 2 1.12.2015 Aalto-yliopisto - Meillä tiede ja taide kohtaavat tekniikan ja talouden Aalto-yliopiston strategia Visio Aalto-yliopistossa alojensa parhaat kohtaavat ja menestyvät. Yliopisto tunnetaan kansainvälisesti tieteen, taiteen ja oppimisen vaikuttavuudesta. Tavoite Nousta akateemiseen maailmanluokkaan vuoteen 2020 mennessä. Kansainvälinen missio Ydinstrategia ja suoritusmittarit Paremman maailman luominen Tutkimus Omaleimainen, vaikuttava, monitieteellinen Kansallinen missio Opetus ja oppiminen Opiskelijat keskiössä, uusi opiskelukulttuuri ja lähestymistavat Suomen kilpailukyvyn ja hyvinvoinnin nostaminen Taiteellinen toiminta Taide, arkkitehtuuri ja muotoilu keskiössä elinympäristöjen parantamisessa Yhteiskunnallinen vaikuttavuus Lisäarvoa yrittäjyyden, yritysyhteistyön ja yhteiskuntavaikuttamisen kautta Strategian toteuttamisen tukitoimet Johtajuus; Kansainvälistyminen; Palvelut; Infrastruktuuri Yhteisiin arvoihin pohjautuva kulttuuri Intohimo; Vapaus; Rohkeus; Vastuu; Eettisyys Korkeakoulut Insinööritieteiden korkeakoulu; Kauppakorkeakoulu; Kemian tekniikan korkeakoulu; Perustieteiden korkeakoulu; Sähkötekniikan korkeakoulu; Taiteiden ja suunnittelun korkeakoulu 3 1.12.2015 Visio Aalto-yliopistossa alojensa parhaat kohtaavat ja menestyvät. Yliopisto tunnetaan kansainvälisesti tieteen, taiteen ja oppimisen vaikuttavuudesta. < Back to chart Tavoite • Nousta akateemiseen maailmanluokkaan vuoteen 2020 mennessä • Monitahoinen verkostoituminen ja laaja-alainen yhteistyö, tiivis vuorovakutus sekä kansainvälisesti että suomalaisen elinkeinoelämän ja muun yhteiskunnan kanssa • Yhdessä meillä on yli kolmesataavuotinen tasokas historia, jolle teemme kunniaa pyrkimällä entistä korkeammalle tasolle. - 1849 Teknillinen korkeakoulu 1871 Taideteollinen korkeakoulu 1898 Kauppakorkakoulu < Back to chart 4 1.12.2015 Kaksi missiota • Aalto-yliopisto muuttaa maailmaa kansainvälisesti korkeatasoisen tutkimuksen, monitieteisen yhteistyön, edellä käyvän opetuksen, rajojen rohkean ylittämisen ja uusiutumisen keinoin. • Yliopiston kansallisena erityistehtävänä on tukea Suomen menestymistä, rakentaa myönteisellä tavalla suomalaista yhteiskuntaa, sen kansainvälisyyttä ja kilpailukykyä sekä edistää kansalaisten hyvinvointia. < Back to chart Tiede, taide, tekniikka ja talous Insinööritieteiden korkeakoulu Kauppakorkeakoulu Kemiantekniikan korkeakoulu Perustieteiden korkeakoulu Sähkötekniikan korkeakoulu Taiteiden ja suunnittelun korkeakoulu 5 1.12.2015 Tiede, taide, tekniikka ja talous Opiskelijoita: 18 943 Henkilöstöä: 4 675 Budjetti: 389 milj. € Factory – hikipajat Design Factory Health Factory Media Factory Service Factory 6 1.12.2015 Koneenrakennus • • • • • • 14 professoria Jouni Partanen Laitoksen johtaja prof. Petri Kuosmanen Tutkimusbudjetti 5 milj. € Henkilöstö 120 Vuosittain 90 DI ja 6 TkT Design Factory – uusi kansainvälinen avaus • Tiivis yhteistyö teollisuuden kanssa • Korkeatasoiset laboratoriot • Kansainvälinen henkilöstö ja kansainväliset opiskelijat Digitalisaatio ajurina • Älykkäät tuotteet, joissa integroidut anturit, toimilaitteet ja mikroprosessorit. • Tulevaisuuden tuotantotekniikat kuten ainetta lisäävä valmistus, älykkäät ja mukautumiskykyiset tuotantojärjestelmät. • Suorituskykyiset tuotteet vähemmin resurssein (paino ja kustannukset). Uudet materiaalitekniset innovaatiot. Moderni työkoneen hytti Department of Engineering Design and Production 1.12.2015 14 7 1.12.2015 Opetuksen ja tutkimuksen painopisteet 14 professoria ja 150 alan huippuosaajaa kolmella tutkimuksen erikoisalueella: • Koneensuunnittelu Professors: Ekman, Hölttä-Otto, Pietola, Kuosmanen, Tammi, Airila • Tuotantotekniikka Professors: Aaltonen, Niemi, Partanen • Materiaalitekniikka Professors: Hänninen, Vilaça, Bossuyt Orkas, Virkkunen Department of Engineering Design and Production 1.12.2015 15 Koneensuunnittelun tähdenlentoja • • • • • Katja Hölttä-Otto uusi tuotekehityksen professori (Design Factory). Kari Tammi uusi mekatronisten koneiden suunnittelun professori. Darrell Socie mekatroniikan vieraileva professori (USA) vuosina 2014-2016 Lukuisia uusia innovaatioita ja patentteja. Lisensioituja tutkimuslaitteita. Tietokoneohjattu tekoniveltutkimuksen kävelysimulaattori Department of Engineering Design and Production 1.12.2015 16 8 1.12.2015 Tuotantotekniikan tähdenlentoja • Jouni Partanen uusien tuotantotekniikoiden professori. Johtaa poikkitieteellistä Aalto Digital Design laboratorioa. Ainetta lisävän valmistuksen teolliset ja lääketieteelliset sovellukset. • Martti Mäntylä tuotannon tietotekniikan asiantuntija. Teollinen Internet Campus tutkimuksen kärkihankkeena • Uuden viisiakselisen koneistuskeskuksen hankinta • Monipuolinen 3D -tulostuslaitteisto Viisiakselinen koneistuskeskus Department of Engineering Design and Production 1.12.2015 17 Materiaalitekniikan tähdenlentoja • • • • • • • Hitsaustekniikan uusi professori Pedro Vilaça Materiaalitekniikan uusi professori Sven Bossuyt. Tutkimuskohteena metalliset lasit ja niiden teollisuussovellukset Valutuotetekniikan professori Juhani Orkas täydentää materiaaliteknistä osaamista. Sven Bossuytille Suomen Akatemian tutkijapalkinto Kitkahitsauskoneen hankinta Elektronimikroskoopin uusiminen Kitkahitsauslaitteisto Hitsauslaboratorion modernisointi Department of Engineering Design and Production 1.12.2015 18 9 1.12.2015 Näytöltä tuotteeksi CAD malli → 3D tulostus → 3D mi aus → CAM malli → 5‐akselinen koneistus → Asiakastuote Metallisten lasien käyttösovellukset Etuja: Tuotteiden tarkat yksityiskohdat Ultraluja rakenne Materiaalin säästö Kulumisen kestävyys Terävät särmät Hyvät jousto-ominaisuudet Erikoistuotteiden pienet tuotantosarjat 10 1.12.2015 TUOTANTOTEKNIIKKA Professori Jouni Partanen 11 1.12.2015 Professori Esko Niemi 12 1.12.2015 Tuotantoalgoritmien tutkimus – tuotevirran tehostaminen Lean Odotus, FIFO, Vakaus Kohde 1: Leanin vaikutukset ajoitukseen Kohde 2: Kuinka välttää aukot nopeassa virtauksessa Why? Kohde 3: Ajoitusongelmien automaattinen analysointi Menetelminä optimointi, jonoteoria ja simulointi Yhteydet: Henri Tokola, [email protected] Tuotantotekniikka, Aalto-yliopisto Tuotantotekniikan henkilöstö professori Kalevi Aaltonen professori Esko Niemi professori Jouni Partanen lab. Insinööri Pekka Kyrenius käyttöinsinööri Janne Peuraniemi yliopisto-opettaja Juha Huuki tohtorikoulutettava Jaakko Peltokorpi Tohtorikoulutettava Sampsa Laakso lab.mestari Seppo Nurmi lab.mestari Ari Riihimäki tutkija Henri Tokola 13 1.12.2015 Tuotantotekniikan henkilöstö yhteistyöprofessori Antti Mäkitie tutkimusjohtaja Jukka Tuomi tutkija Mika Salmi tutkija Inigo Flores tutkija Eero Huotilainen tutkija Kirsi Kukko tutkija Pekka Lehtinen lääketieteen asiantuntija Mikko Roiha tutkimusapulainen Roy Björkstrand tutkimusapulainen Sergei Chekurov Tuotantotekniikka Tutkimuksen painoalueet: Valmistusmenetelmät Työvälinetekniikka Tuotantojärjestelmät Tuotantoautomaatio Laatujohtaminen Käytävä Kokoonpano Osia Tuotannon mallinnus ja optimointi Ainetta lisäävät menetelmät 3D-tulostus Käytävä Ryhmän toiminta-alue n. 35 m 14 1.12.2015 Tuotantotekniikan strategia Valmistusmenetelmät Tuotantojärjestelmät Digitalinen tuotanto 3Dvalmistus Integroitu suunnittelu ja valmistus Tuotantotekniikan strategia 15 1.12.2015 Tuotannon reaaliaikainen ohjaus Käytännössä päivittäinen tuotannonohjaus tehdään manuaalisesti, koska tehtävä on mutkikas, siinä on paljon muuttujia, poikkeamia ja hajontaa, jotka on vaikeaa mallintaa. MRP, ERP, MES and APS – järjestelmät voivat auttaa reaaliaikaisesti päivittäisen ohjauksen optimoinnissa. Yhtä kaikissa tapauksissa toimivaa ratkaisua ei ole olemassa. Department of Mechanical Design and Production 12/1/2015 31 Henri Tokola, [email protected] Kokoonpanoresurssien koordinointi Kokoonpanijoiden työn ohjaus ja koordinointi ovat keinoja sopeutua kysynnän muutoksiin ja poikkeamiin lattiatason prosesseissa. Koordinointi edellyttää tietoa oppimisesta, yhteistyöstä ja tuottavuudesta sekä näiden tekijöiden yhteisvaikutuksesta kokoonpanotyöhön. 3 1 4 1 3 1 4 1 3 2 3 1 4 1 2 1 4 1 1 3 2 2 2 1 4 1 4 1 3 4 1 2 1 2 4 2 1 4 4 4 3 3 Department of Mechanical Design and Production 12/1/2015 32 Jaakko Peltokorpi, [email protected] 16 1.12.2015 Lastuamisen simulointi Simuloinnilla voidaan kehittää valmistusmenetelmiä ilman kokeellista tutkimusta. Lastuamisen voimat, lämpötila ja terän kuluminen voidaan mallintaa ja simuloida nopeasti, helposti ja tarkasti. Simuloinilla voidaan selvittää työkappaleen jäännösjännitykset, ennakoida lastunmuodostusta ja optimoida työkalun geometria. Simulointi säästää energiaa, tuotantoaikaa ja vähentää materiaalihävikkiä. Department of Mechanical Design and Production 12/1/2015 33 Sampsa Laakso, [email protected] Ultraäänityöstö Ultraäänikiillotus on uusi työkappaleiden viimeistelymenetelmä. Menetelmällä saadaan kappaleeseen hyvät pintaominaisuudet: työkappaleen pinta kovettuu, pinnankarheus paranee ja kappaleen pintaan syntyy kuormituksen kannalta edullinen puristusjännitys. Laitoksen nimi 12/1/2015 34 Juha Huuki, [email protected] 17 1.12.2015 Tekninen puhtaus (Technische Sauberkeit per VDA 19.2) • Puhtaus on tärkeää autoteollisuudessa, hydrauliikan valmistuksessa sekä tuotanatojärjestelmissä • Tutkitaan komponenttien ja järjestelmien puhtausvaatimuksia teknisen puhtauden standardivaatimuksista lähtien. • Likaantumisen valvonta, tuotantomenetelmien kehittäminen, teolliset puhdistusmenetelmät, tuotteiden kuljetukset ja tehtaan layoutin suunnittelu ovat osa puhtaussuunnittelua • Ei puhdastiloissa vaan teknisesti puhtailla alueilla (VDA 19.2) [email protected] Department of Mechanical Design and Production 1.12.2015 35 Pekka Kyrenius, [email protected] Additive Manufacturing (AM) Ainetta lisäävä valmistuksen tavoitteena on siirtyä laboratorioista teolliseksi tuotantomenetelmäksi (puhutaan myös Pikavalmistuksesta). Teknisten yksityiskohtien sekä kansainvälistyneen tuotannon vaatimusten ymmärtäminen mahdollistavat ainetta lisäävien valmistusmenetelmien käyttöönoton yrityksissä. Uudet teknologiat tarjoavat yrityksille selkeän kilpailuedun markkinoilla. Laitoksen nimi 12/1/2015 36 Iñigo Flores Ituarte, [email protected] 18 1.12.2015 3D-tulostuksen lääketieteelliset sovellukset 2. Ihmisen varaosat, nivelet, proteesit 1. Rakenteiden mallinnus 4. Implantit, istutteet 3. Lääketieteellisten laitteiden osien valmistus 5. Biotuotanto, biovalmistus Pictures from J. Poukens (2006), Bioman project and Tsinghua University) Mika Salmi, Eero Huotilainen, Roy Björkstrand, Jukka Tuomi [email protected] Laitoksen nimi 12/1/2015 37 3D –tulostuksen teollisuussovellukset Lopputuotteet ja varaosat Työvälineet ADD Lab – tutkimus- ja oppimisympäristö Kustannustehokas 3D -valmistus Prototyypit 3D skannaus ja mittaus Mika Salmi, Roy Björkstrand, Sergei Chekurov, Jukka Tuomi, Inigo Flores, Kirsi Kukko [email protected] Laitoksen nimi 12/1/2015 38 19 1.12.2015 Digitaalinen valmistus Kilpailukyky edellyttää paitsi erinomaista tuotantoa myös tehokasta suunnittelua, myyntiä, markkinointia ja uskottavaa yrityskuvaa. Digitaaliset työkalut yhdistävät tuotannon kiinteästi tuotekehitykseen, myyntiin ja asiakkaisiin. Laitoksen nimi 1.12.2015 39 Tulevaisuuden teknologiat Tulevaisuuden tuotantomenetelmien tutkimus nopeuttaa ja helpottaa yritysten investointihankkeita. Lasertyöstö, kitkahitsaus, mikrotyöstö, yhteiskäyttöinen robotiikka ja robotisoitu levynmuovaus ovat esimerkkejä tulevaisuuden haasteista ja mahdollisuuksista. 3d-kuvantaminen, yhteistyön mahdollistavat suunnittelualustat ja Teollinen Internet ovat uusia tutkimuksen suuntia Laitoksen nimi 1.12.2015 40 20 1.12.2015 Uudet tuotteet – uudet tuotantojärjestelmät – uudet tehtaat Ihminen – robotti vuorovaikutus ja yhteistyö 21 1.12.2015 Tuotantoautomaation teollisuussovellukset Valmistusmenetelmien kehitys – suurnopeuskoneistus (High Speed Machining) 22 1.12.2015 Mikrotyöstö (Madou M., Fundamentals of Microfabrication) Moderni tutkimus- ja opetuslaboratorio 23 1.12.2015 Suurnopeuskoneistus Vaakakarainen koneistuskeskus 24 1.12.2015 3D-tulostus 2D-laserleikkaus 25 1.12.2015 Kitkahitsaus 5-akselinen koneistuskeskus 26 1.12.2015 Tuotantotekniikan tutkimushankkeita Verkostoituminen Mikrotyöstö Ruiskuvalutyökalut Tuotannon mallinnus ja simulointi Kokoonpanojärjestelmien kehitys Tuotannonohjaus Suurnopeuskoneistus Ainetta lisäävä valmistus 3D-tulostuksen lääketieteelliset sovellukset Tulevia tutkimusprojekteja Digitaalinen tuotanto Industrial Internet; Teollinen Internet Internet of Things; Tuotteiden Internet Reaaliaikainen tuotannonohjaus 3d –tulostuksen teollisuussovellukset Hybridityöstön menetelmät 5-akselisen työstön teollisuussovellukset Työstömenetelmien FEM-mallinnus 27 1.12.2015 Teollinen Internet – tulevaisuuden vallankumous 2030 (David Russell Schilling) Teollisen Internetin tietosilmukka (David Russell Schilling) 28 1.12.2015 Konepajan valvomo vrt. prosessiteollisuuden valvomot Lasersintraus Laser Optics Mirrors Leveling roller Metal powder Workpiece Work chamber Powder feeding and collecting 1.12.2015 © Professori Kalevi Aaltonen, Aalto-yliopisto 58 29 1.12.2015 Lasersintraus (EOS) 3D –tulostelulla muotilla ruiskuvalettu tuuletin Nopea prototyyppien tuotteistus Tuotantomuovi oikeilla ominaisuuksilla Viime hetken tuotemuutokset mahdollisia Ei sarjatuotantoa 30 1.12.2015 Ruiskuvalumuotin 3D –tulostetut jäähdytyskanavistot Optimaalinen lämmönsiirto Lyhyemmät vaiheajat Sitoutuneen pääoman optimointi Muotin pidempi kestoaika Monitoimisorvi – hybridityöstöä vai ei? 31 1.12.2015 Ainetta lisäävä lasertyöstö osana 5-akselista koneistuskeskusta = hybrityöstöä (DMGMORI Lasertec 65 3D) Lastuavan työstön terien ja työkappaleiden jäädytys nestemäisillä kaasuilla lisää terien kestoaikaa tai lyhentää työstöaikoja (Okuma). 32 1.12.2015 Viisiakselinen koneistus – tehoa, tarkkuutta ja tuottavuutta (Siemens) Työstön FEM –mallinnus ja simulointi; työstöparametrien optimointi ilman kalliita työstökokeita 33 1.12.2015 Lineaarimottorit tehostavat kipinätyöstöä (http://www.sodick.com/Products/sinker_edm.htm ) © Professori Kalevi Aaltonen, Teknillinen 1.12.2015 korkeakoulu 67 Kipinätyöstettyjä osia (http://infoserve.sandia.gov/cgi-bin/techlib/access-control.pl/2001/) © Professori Kalevi Aaltonen, Teknillinen 1.12.2015 korkeakoulu 68 34 1.12.2015 Laser-koneistuskeskus, Deckel Maho © Professori Kalevi Aaltonen, Teknillinen 1.12.2015 korkeakoulu 69 Laser-koneistuskeskus, Deckel Maho © Professori Kalevi Aaltonen, Teknillinen 1.12.2015 korkeakoulu 70 35 1.12.2015 Laser-koneistuskeskus, Deckel Maho © Professori Kalevi Aaltonen, Teknillinen 1.12.2015 korkeakoulu 71 Eximer -laserilla leikattu hius (Fahrenberg, J., Technologies for Manufacturing Microcomponents out of Polymers) © Professori Kalevi Aaltonen, Teknillinen 1.12.2015 korkeakoulu 72 36 1.12.2015 Ultratarkkustyöstökone ja jyrsitty naamio (http://www.fanuc.co.jp/en/product/robonano/index.htm) © Professori Kalevi Aaltonen, Teknillinen 1.12.2015 korkeakoulu 73 Mikroterä ja koneistetut urat (http://www.me.mtu.edu/~microweb/main.htm) © Professori Kalevi Aaltonen, Teknillinen 1.12.2015 korkeakoulu 74 37 1.12.2015 Mikrotyöstön pieniä teriä (http://www.metamasa.com/catalog/diximicro.htm) © Professori Kalevi Aaltonen, Teknillinen 1.12.2015 korkeakoulu 75 Suurnopeuskoneistus 30 000…42 000 r/min, uutuutena 60 000 r/min (Mikron) © Professori Kalevi Aaltonen, Teknillinen 1.12.2015 korkeakoulu 76 38 1.12.2015 Kuivana työstö valtaa alaa © Professori Kalevi Aaltonen, Teknillinen 1.12.2015 korkeakoulu 77 Metallinen lasi (amorfinen metalli) tarjoaa ylivoimaiset materiaaliominaisuudet perinteisiin kiteisiin metalleihin verrattuna 39 1.12.2015 Quo vadis ars fabricandi? Keskitytään ydinosaamiseen ! Tuotannon ulkoistaminen Verkottuminen Liiketoimintakumppanuus ja -ketjut Kansainvälistyminen – kaksisuuntainen tie Moduulituotteet - moduulituotanto 40 1.12.2015 Quo vadis ars fabricandi? Keskitytään ydinosaamiseen pitäen mielessä: Menetelmäosaamisen rappio Yrityksen hiljaisen tiedon häviäminen Kustannustietoisuuden hiipuminen Eläköitymispommi, työntekijäpula Quo vadis ars fabricandi? Tietotekniikka kupla vai mahdollisuus Sähköinen liiketoiminta Internet-liittymien tehokäyttö Aurinko ei laske projektien ylle Lumetuotanto – virtuaalivalmistus Toiminnanohjauksen järjestelmät Tuotannon simulointi ja optimointi Reaaliaikainen etäkäyttö ja -valvonta 41 1.12.2015 Quo vadis ars fabricandi? Maailma muuttuu; muutummeko me ? Tuotteista palvelukokonaisuuksiin Laadunohjaus ja laatujohtaminen Mikro- ja nanomaailmat Ainetta luovat valmistusmenetelmät Nopeammin, tarkemmin ja joustavammin Vihreä ympäristö ja kestävä kehitys Tuotteiden elinkaarianalyysit Quo vadis ars fabricandi? Kovaa konepajatekniikkaa ! Suurnopeus- ja tehokoneistus Tehotyövälineet Ennakoiva huolto ja kunnossapito Pulverimetallurgian haasteet Sädetyöstö valtaa alaa 42 1.12.2015 Acta est fabula. Plaudite! (Näytelmä on ohi. Aplodeja!) (keisari Augustus) 1.12.2015 © Professori Kalevi Aaltonen, Teknillinen korkeakoulu 86 43 1.12.2015 Kiitos Rattoisaa seminaariristeilyä! 44
© Copyright 2024