Tekes projekti SuperMachines loppuraportti

Tutkimuksessa kerättiin best practice aineistoa ja kehitettiin internet alusta kerätyn aineiston tutkimiseen ja hakujen suorittamiseen. Aineisto löytyy internet osoitteesta: http://www.amcase.info/. Rekisteröitymällä kuka vain voi syöttää alustalle lisää aineistoa. Kappaleiden suunnitteluohjeet on julkaistu Suomen pikavalmistusyhdistyksen sivuilla: http://firpa.fi/html/am-tietoa.html. Ohjeesta löytyy mm. suositeltu minimi seinämänvahvuus, suositellun pienimmän yksityiskohdan koko, tyypillinen markkinoilta löytyvä rakennuskammin koko, sekä tyypilliset materiaalit. Valmiiden kokoonpanojen ja mekanismien suunnitteluun muodostettiin Objet 30 ja UPrint SE+ laitteelle ohjeistus josta löytyy pienin radiaalinen välys, aksiaalinen välys, sekä pienin rako riippuen rakennussuunnasta. Tutkimusprojektin aikana seurattiin alan teknologian kehitystä. Kahden vuoden aikana markkinoille ilmaantui noin. 50 uutta laitevalmistajaa, sekä noin 300 erilaista laitetta, sekä lukuisia materiaaleja. Merkittävimmät uudistukset listattiin ja pohdittiin mahdollisia kehityssuuntia. Kaikki uudet toimijat ja laitteet päivitettiin Firpan ylläpitämään tietokantaan: http://firpa.fi/html/am-tietoa.html. Markkinoilla on selvä suuntaus tuotantokomponenttien valmistamiseen, kotitulostimien hintojen laskemiseen, sekä isompien kappaleiden valmistamiseen. Muovilevy komponenttien muovaamista tutkittiin laserin ja alipaineen avulla DDShape laitteella. Laitteella onnistuttiin tekemään testikappaleita ja laitetta saatiin kehitettyä eteenpäin. Laitteiston kehittämiseksi ja kaupallistamisen tueksi Tekes on myöntänyt "Tutkimusideoista uutta tietoa ja liiketoimintaa" (TUTLI) rahoituksen. ISF mini projektissa onnistuttiin kehittämään edullinen pienten kappaleiden painomuovauskone. Samalla kartoitettiin laitteelle soveltuvat parametrit ja rajoitukset. Laseravusteisella muovaamisella päästään kuparilla isompaan seinämän kaltevuuteen ja pinnalaatu pysyy hyvänä. Teräksellä laserista ei ollut juuri hyötyä ja alumiinilla muovattavuus kyllä parani, mutta pinnalaatu huononi. AM kappaleiden viimeistelykoneistuksessa tutkittiin muovisten kappaleiden viimeistely jyrsimällä, sekä metallikappaleiden automaattista hiontaa. Jyrsinnässä vertailtiin eri menetelmillä tehtyjä kappaleita, sekä mitattiin kappaleiden mittatarkkuutta ja geometrisia toleransseja. Huonosta kotitulostimella tehdystä kappaleesta on vaikea saada hyvää kappaletta vaikka se viimeisteltäisiin koneistamalla. Suurimmat ongelmat liittyvät kappaleiden vääntymiseen johtuen lämpöjännityksistä valmistusprosessin aikana. Kappaleiden automaattisessa hionnassa parhaat tulokset saatiin DMLS kappaleille käyttämällä hionta-aineena teräshauleja ja pyörittämällä niitä hiottavat kappaleen kanssa rummussa. Ra arvo parani tällöin noin seitsemästä mikrometristä kolmeen mikrometriin

In vitro cytotoxicity and surface topography evaluation of additive manufacturing titanium implant materials

Custom-designed patient-specific implants and reconstruction plates are to date commonly manufactured using two different additive manufacturing (AM) technologies: direct metal laser sintering (DMLS) and electron beam melting (EBM). The purpose of this investigation was to characterize the surface structure and to assess the cytotoxicity of titanium alloys processed using DMLS and EBM technologies as the existing information on these issues is scarce. "Processed" and "polished" DMLS and EBM disks were assessed. Microscopic examination revealed titanium alloy particles and surface flaws on the processed materials. These surface flaws were subsequently removed by polishing. Surface roughness of EBM processed titanium was higher than that of DMLS processed. The cytotoxicity results of the DMLS and EBM discs were compared with a "gold standard" commercially available titanium mandible reconstruction plate. The mean cell viability for all discs was 82.6% (range, 77.4 to 89.7) and 83.3% for the control reconstruction plate. The DMLS and EBM manufactured titanium plates were non-cytotoxic both in "processed" and in "polished" forms.Peer reviewe

Tuulivoimaloiden tuottaman äänen vaikutukset terveyteen

Tuulivoimalat tuottavat laajakaistaista ääntä, joka sisältää myös pieniä taajuuksia. Alle 20 Hz:n taajuisia ääniä kutsutaan sopimusluonteisesti infraääneksi. Infraääntä esiintyy yhdessä kuultavan äänen kanssa kaikkialla luonnossa ja rakennetuissa ympäristöissä. Infraäänet eivät yleensä ole kuultavissa tavanomaisilla ympäristössä esiintyvillä tasoill

Digital Spare Parts

Published by Aalto University and VTT Technical Research Centre of Finland.Digital spare parts is a concept where the spare parts and the related manufacturing data are stored and transferred in digital form. The spare parts are manufactured using 3D printing according to need, usually close to the end user’s premises. The digitalisation of spare parts aims for a better, more flexible and quicker availability of spare parts, and lower storage, manufacturing and transport costs. The quicker delivery of spare parts can also reduce downtime, which can mean significant cost savings. It is essential in the digitalisation of the companies' spare parts to find the parts in the spare part libraries that bring the greatest benefit when they are stored in digital form and manufactured by 3D printing. Such parts include, in particular, parts of old equipment and machines and slowly circulating parts with complex geometries. Today, 3D printing can be used to manufacture high-performance pieces, and the method is excellently suited to the manufacturing of individual pieces or short-run batches; it also allows the improvement of the spare parts, with updated and intelligent spare parts as examples. Information on a company's spare parts is scattered between multiple systems, and manufacturing data in particular may be difficult to find. At the initial stage, it is important to identify the 3D printable parts in the spare part libraries and digitalise them, not only with regard to 3D models but all other manufacturing data from materials and tolerances to the required post-processing data. The digitalisation of spare parts requires 3D design competence, knowledge of the 3D printing processes, and familiarisation with the printable materials. Spare parts are rarely designed to be manufactured by 3D printing; on the other hand, the selection of 3D printable materials remains reasonably limited, due to which situations where a part is manufactured from a replacement material will likely occur. 3D printing processes produce their own kind of a structure and surface finish, due to which the post-processing of 3D printable parts, such as heat treatments and finishing, must be carefully chosen. The goal is that the properties of parts manufactured by 3D printing are at least as good as those of conventionally manufactured parts. The vision of the roadmap for digital spare parts presented in the report is that after ten years or so, 10% of spare parts are digital, and the manufacturing technology is reliable and is of a high quality. In other words, quality verification, the extension of the related material selection and the automation of processes are required of the 3D printing technologies. 3D printing creates new possibilities for the development of the operation of parts, equipment or entire processes. IDs and sensors can be embedded into 3D printed parts, allowing the tracking of their movement in the supply network and anticipatory condition monitoring. A spare part of the future will be able to automatically order a new part from a digital spare part library so that it can be replaced by the new part just at the right time before the machine breaks down or the process stops

Materiaalia lisäävän valmistuksen (3D-tulostus) kaasu- ja hiukkaspäästöt eri työvaiheissa

Materiaalia lisäävän valmistuksen (3D-tulostus) kaasu- ja hiukkaspäästöt eri työvaiheissa –tutkimushankkeessa selvitettiin 3D-tulostusalaan liittyvää työturvallisuutta kyselytutkimuksen, kokeellisten mittausten sekä mallinnuksen avulla. Tutkimustulosten perusteella työntekijät voivat altistua hiukkasmaisille epäpuhtauksille ja kaasumaisille yhdisteille hengitysteiden kautta 3D-tulostuksen eri työvaiheissa. Eri työvaiheita ovat 3D-tulostusmateriaalin käsittely, varsinainen 3D-tulostustyö, 3D-tulostetun kappaleen jälki- ja pintakäsittely sekä huolto- ja kunnossapitotyöt. Altistumisen havaittiin riippuvan mm. työvaiheesta, käytettävästä tulostustekniikasta sekä 3D-tulostusmateriaalista

Rapid Tooling Method for Soft Customized Removable Oral Appliances

Traditionally oral appliances i.e. removable orthodontic appliances, bite splints and snoring / sleep apnea appliances are made with alginate impressions and wax registrations. Our aim was to describe the process of manufacturing customized oral appliances with a new technique i.e. rapid tooling method. The appliance should ideally be custom made to match the teeth. An orthodontic patient, scheduled for conventional orthodontic treatment, served as a study subject. After a precise clinical and radiographic examination, the approach was to digitize the patient’s dental arches and then to correct them virtually by computer. Additive manufacturing was then used to fabricate a mould for a soft customized appliance. The mould was manufactured using stereolithography from Somos ProtoGen O-XT 18420 material. Casting material for the mould to obtain the final appliance was silicone. As a result we managed to create a customized soft orthodontic appliance. Also, the accuracy of the method was found to be adequate. Two versions of the described device were manufactured: one with small and one with moderate orthodontic force. The study person also gave information on the subjective patient adaptation aspects of the oral appliance

Digitaaliset varaosat

Aalto-yliopiston ja Teknologian tutkimuskeskus VTT:n yhteisjulkaisu.Digitaaliset varaosat on konsepti, jossa varaosat ja niihin liittyvä valmistustieto säilytetään ja siirretään digitaalisessa muodossa. Varaosien valmistus tapahtuu 3D-tulostamalla tarpeen mukaan yleensä lähellä loppukäyttäjää. Varaosien digitalisoinnilla tavoitellaan parempaa, joustavampaa ja nopeampaa varaosien saatavuutta sekä pienempiä varastointi-, valmistus- ja kuljetuskustannuksia. Nopeammalla varaosien toimittamisella voidaan myös pienentää seisokkiaikoja, mikä voi tarkoittaa merkittäviä kustannussäästöjä. Oleellista yritysten varaosien digitalisoinnissa on löytää varaosakirjastoista ne osat, joiden säilyttämisestä digitaalisessa muodossa ja valmistamisesta 3D-tulostamalla saadaan suurin hyöty. Tällaisia osia ovat etenkin vanhojen laitteiden ja koneiden osat sekä hitaasti kiertävät osat, jotka ovat geometrialtaan monimutkaisia. 3D-tulostamalla voidaan nykypäivänä valmistaa suorituskykyisiä kappaleita ja menetelmä soveltuu erinomaisesti yksittäiskappaleiden tai pienten sarjojen valmistamiseen. Digitaalinen valmistus antaa myös mahdollisuuden kehittää varaosia, mistä esimerkkinä voidaan mainita päivitetyt ja älykkäät varaosat. Tiedot yritysten varaosista ovat hajallaan monissa järjestelmissä ja varsinkin valmistukseen liittyvää tietoa voi olla vaikea löytää. Alkuvaiheessa on tärkeää tunnistaa 3D-tulostettavat osat varaosakirjastoista ja digitalisoida osat mukaan lukien niin 3D-mallit kuin kaikki muu valmistustieto materiaaleista ja toleransseista tarvittaviin jälkikäsittelytietoihin. Varaosien digitalisointi vaatii 3D-suunnitteluosaamista sekä 3D-tulostusprosessien tuntemusta ja tulostettaviin materiaaleihin perehtymistä. Varaosia on harvoin tarkoitettu valmistettavaksi 3D-tulostamalla ja toisaalta 3D-tulostettavien materiaalien valikoima on vielä kohtuullisen rajallinen, mistä syystä joudutaan todennäköisesti tilanteisiin, joissa valmistetaan osa jostakin korvaavasta materiaalista. 3D-tulostusprosessit tuottavat omanlaista rakennetta ja pinnanjälkeä, mistä syystä myös 3D-tulostettavien osien jälkikäsittelyt kuten lämpökäsittelyt ja viimeistelyt on valittava huolellisesti. Tavoite on, että 3D-tulostamalla valmistettujen osien ominaisuudet ovat vähintään yhtä hyvät verrattuna perinteisesti valmistettuihin osiin. Raportissa esitetyn digitaalisten varaosien tiekartan visio on, että noin kymmenen vuoden päästä 10% varaosista on digitaalisia ja valmistusteknologia on luotettavaa ja laadukasta. 3D-tulostusteknologioilta edellytetään siis laadun tosittamista, niihin liittyvän materiaalikirjon laajenemista sekä prosessien automatisointia. 3D-tulostaminen avaa uusia mahdollisuuksia kehittää osien, laitteiden tai kokonaisten prosessien toimintaa. 3D-tulostettuihin osiin voidaan upottaa tunnisteita ja sensoreita, joiden avulla voidaan seurata osien liikkumista toimitusverkostossa sekä suorittaa ennakoivaa kunnonvalvontaa. Tulevaisuuden varaosa osaa tilata automaattisesti uuden osan digitaalisesta varaosakirjastosta, jolloin uusi osa saadaan vaihdetuksi kuluneen tilanne juuri oikeaan aikaan ennen koneen rikkoutumista tai prosessin pysähtymistä

Climate change in the Baltic Sea region : a summary

Based on the Baltic Earth Assessment Reports of this thematic issue in Earth System Dynamics and recent peer-reviewed literature, current knowledge of the effects of global warming on past and future changes in climate of the Baltic Sea region is summarised and assessed. The study is an update of the Second Assessment of Climate Change (BACC II) published in 2015 and focuses on the atmosphere, land, cryosphere, ocean, sediments, and the terrestrial and marine biosphere. Based on the summaries of the recent knowledge gained in palaeo-, historical, and future regional climate research, we find that the main conclusions from earlier assessments still remain valid. However, new long-term, homogenous observational records, for example, for Scandinavian glacier inventories, sea-level-driven saltwater inflows, so-called Major Baltic Inflows, and phytoplankton species distribution, and new scenario simulations with improved models, for example, for glaciers, lake ice, and marine food web, have become available. In many cases, uncertainties can now be better estimated than before because more models were included in the ensembles, especially for the Baltic Sea. With the help of coupled models, feedbacks between several components of the Earth system have been studied, and multiple driver studies were performed, e.g. projections of the food web that include fisheries, eutrophication, and climate change. New datasets and projections have led to a revised understanding of changes in some variables such as salinity. Furthermore, it has become evident that natural variability, in particular for the ocean on multidecadal timescales, is greater than previously estimated, challenging our ability to detect observed and projected changes in climate. In this context, the first palaeoclimate simulations regionalised for the Baltic Sea region are instructive. Hence, estimated uncertainties for the projections of many variables increased. In addition to the well-known influence of the North Atlantic Oscillation, it was found that also other low-frequency modes of internal variability, such as the Atlantic Multidecadal Variability, have profound effects on the climate of the Baltic Sea region. Challenges were also identified, such as the systematic discrepancy between future cloudiness trends in global and regional models and the difficulty of confidently attributing large observed changes in marine ecosystems to climate change. Finally, we compare our results with other coastal sea assessments, such as the North Sea Region Climate Change Assessment (NOSCCA), and find that the effects of climate change on the Baltic Sea differ from those on the North Sea, since Baltic Sea oceanography and ecosystems are very different from other coastal seas such as the North Sea. While the North Sea dynamics are dominated by tides, the Baltic Sea is characterised by brackish water, a perennial vertical stratification in the southern subbasins, and a seasonal sea ice cover in the northern subbasins.Peer reviewe