Osa on valmistettu nikkelipohjaisesta, hyvin kuumuutta ja korroosiota kestävästä Inconel 625 -superseoksesta, ja se on suunniteltu Patrialle myönnetyn MDOA-hyväksynnän mukaisesti. MDOA-hyväksyntä on Suomen sotilasilmailun viranomaisyksikön myöntämä eurooppalaisen sotilasilmailun lentokelpoisuusvaatimusten mukainen Military Design Organisation -hyväksyntä.

Kyseessä ei ollut yksittäinen tähdenlento, vaan osat ovat koneessa asennettuina edelleen.

Lentokoneen moottoriin asennettu, 3D-tulostettu osa kestää hyvin kovaa kuumuutta ja korroosiota.

 

Kolminkertaista hyötyä

Patrian Aviation-liiketoiminnan parissa tutkitaan uusia menetelmiä lentokoneiden osien valmistamiseen ja korjaamiseen, ja tammikuussa ensilentonsa tehnyt osa on tämän työn yksi etappi. Työtä tehdään moottoreihin liittyen erityisesti Tampereen kupeessa Nokialla sijaitsevassa Linnavuoren yksikössä, jonka luolassa huolletaan esimerkiksi Hornetien, NH90-helikoptereiden ja Hawkien suihkumoottoreita.

– Linnavuoressa on tehty paljon korjauskehitystä, ja siihen 3D-tulostaminen sopii erittäin hyvin. Sen sijaan, että ostettaisiin kallis, kokonaan uusi osa, mietimme ensin, miten osan voisi korjata, kertoo tuotannon tuen päällikkö Ville Salminen.

Ville Salminen

Kustannusten hillitsemisen lisäksi korjauskehitystyön taustalla on lyhentää moottorien niin sanottuja kääntöaikoja. Toisin sanoen tavoitteena on lyhentää aikaa, jonka moottori on poissa käytöstä. Varaosien saatavuuden nopeus on tässä tärkeä tekijä.

– Jatkossa merkittävä osa varaosista – tai niiden osia – voitaisiin korvata 3D-tulosteilla. Kyseisen osan kanssa kehitystyötä on tehty viimeisen kahden vuoden ajan, ja työn laajempana tavoitteena on ollut tutkia 3D-tulostettavien osien valmistusprosessia suunnittelupöydältä käytäntöön asti.

Hankkeiden taustalla on myös käytettävyyden nosto, eli yksinkertaisesti halu tehdä entistä parempia ja kestävämpiä osia. Kaikkiaan Patrialta on ollut 3D-projektissa mukana toistakymmentä henkilöä.

Seuraava teollinen vallankumous?

Patria on ollut mukana kahdessa 3D-hankkeessa: toinen on Patrian oma Tekes-rahoitteinen hanke ja toinen vuoden 2017 lopussa päättynyt Digitaaliset varaosat eli DIVA-projekti, jonka vetovastuussa olivat Aalto ja VTT. Sen kohteena oli konsepti, jossa varaosat ja niihin liittyvä tieto säilytetään ja siirretään digitaalisesti ja jossa osan valmistus tapahtuu 3D-tulostamalla tarpeen mukaan.

3D-tulostamisella uskotaan olevan mahdollisuuksia mullistaa kokonaisia teollisuuden aloja. Osien valmistaminen 3D:llä nopeuttaa tuotantoprosessia asiakkaan tarpeesta valmiiseen tuotteeseen. Teoriassa suurten varastojen ylläpitäminen voi jäädä historiaan, kun varaosia voi tulostaa tarpeen mukaan. Myös hävikki pienenee, kun tuotanto voidaan mitoittaa vain tarpeelliseen. Periaatteessa kokonaisia tuotannon aloja voisi siirtyä esimerkiksi Kiinasta takaisin Suomeen, sillä 3D-tulostaminen vaatii hyvin vähän ihmistyötä. Tulostus on samanhintaista paikasta riippumatta.

Risto-Pekka Niemi

– Jotkut puhuvat neljännestä teollisesta vallankumouksesta, mutta toisaalta odotukset ovat tulleet hieman realistisemmiksi kuin esimerkiksi pari vuotta sitten. Silloin uskottiin yleisesti, että 3D-tulostaminen teloittaa koko konepajateollisuuden. Nyt näkemys meillä ja muillakin on, että 3D-tulostamisella tulee olemaan selkeä markkinaosuus, mutta myös perinteiset menetelmät pysyvät mukana, toteaa projektipäällikkönä toiminut NDT-asiantuntija Risto-Pekka Niemi.

 Standardien kirjo

3D-tulostuksen maailmanvalloituksen tiellä on vielä monta mutkaa. Yksi on tulostimien määrä. Julkisesti tiedostettuja tulostimia on Suomessa alle kymmenen.

Standardointityö on vielä kesken ja erilaisia valmistusmenetelmiä kehitetään rinnakkain.

Esimerkiksi niin sanottu suoratulostus on lähellä perinteistä hitsaamista, ja se sopiikin isompien kappaleiden valmistamiseen.

Jauhepetimenetelmä on tarkempi, mutta lopputuloksena on pienempiä kappaleita. Siinä käytetään ohuita metallijauhekerroksia, joiden metallipartikkelit poltetaan laserilla yhteen kerros kerrallaan. Kerrosvahvuudet ovat joitain kymmeniä mikrometrejä. Lopuksi irtojauhe imetään imurilla, ja pinta viimeistellään käyttökohteen mukaan.

Tulevaisuudessa Patrialla jatketaan 3D-tulostamisen mahdollisuuksien tutkimista, ja tavoitteena on etsiä sopivia yhteistyökumppaneita. Alkamassa on useampia erilaisia projekteja.

– 3D-tulostaminen tulee olemaan jatkossakin yksi työkalu työkalupakissamme. Seuraavaksi kyse on siitä, millaiseksi työkaluksi sen haluamme määritellä, Ville Salminen kertoo.

Patrialla on pitkät perinteet moottoreiden ja niiden osien korjaamisessa ja korjaamisen kehittämisessä.