VAASAN AMMATTIKORKEAKOULU

VAATERIPUSTIN

Tekijät: Kaappo Ikola Toni Lagerström Jukka Mäki-Maunus Ilkka Ristiluoma

Tekniikka ja liikenne 2005

2

ALKUSANAT

Tämän vaateripustin-tuoteprojektin läpiviemiseksi olemme käyneet simultaani-,

menetelmä- ja ruiskuvalutekniikan sekä 3D-tuoteprojektikurssin. Projektin

läpiviemiselle varattu aika käsitti syyslukukauden aikana noin 8 tuntia viikossa.

Aihe työlle syntyi vuoden 2005 keväällä, kun Juha Hantulan toivomuksesta

aloimme etsiä tuotetta, jossa olisi toisiinsa nähden liikkuvia osia ja joka olisi

valmistusteknisesti mahdollista toteuttaa koulun työstökoneilla. Bonuksena

pohjalla oli toivomus, että tuote olisi automaattisesti kokoonpantava.

Projektiin osallistuneet opettajat:

• Juha Hantula – Simultaanitekniikka

• Pertti Linberg – Menetelmätekniikka ja 3D-tuoteprojekti

• Mika Billing – Ruiskuvalutekniikka

Kiitämme opettajia hyvästä ohjauksesta ja kiinnostuksesta tuotettamme kohtaan.

3

SISÄLLYS

ALKUSANAT 2

1. LUOKKA 5

1.1. I-KT-4.2 5

1.2. Ryhmät 5

1.2.1. R1 5

1.2.2. R2 6

1.2.3. R3 6

2. TUOTE 7

2.1. Toiminta periaate 7

3. SUUNNITTELU 8

3.1. Projektisuunnitelma 8

3.2. Ideointi 8

3.2.1. Kokonaisuus 8

3.2.2. Ryhmän työ 8

3.3. Mallintaminen 9

3.3.1. Runko 9

3.3.2. Tappi 10

4. KONEISTUS JA VALMISTUS 11

4.1. Pikamallien valmistus 11

4.2. Pikamallien kokoonpano 11

4.3. Muotit 12

4.3.1. Runkomuotti 12

4

4.3.2. Tappimuotti 13

4.4. Tuotteen valmistus 13

5. DOKUMENTOINTI 15

5.1. WWW-sivut 15

5.2. Animaatiot ja videot 15

6. LIITTEET 16

5

1. LUOKKA

1.1. I-KT-4.2

I-KT-4.2 3D-tuoteprojektin luokka koostui seuraavista henkilöistä:

Vasemmalta lähtien:

Olli Eronen, Tomi Blomback, Jaakko Etelämäki, Kaappo Ikola, Jukka Mäki-

Maunus, Ilkka Ristiluoma, Toni Lagerström, Kimmo Heikkinen, Vesa Rajala ja

Arto Unkuri.

1.2. Ryhmät

1.2.1. R1

Ryhmä ykköseen kuuluvat seuraavat henkilöt:

Arto Unkuri, Vesa Rajala ja Kimmo Heikkinen

Ryhmä 1:en tehtävänä oli suunnitella vaateripustimen välikappale (T-kappale).

6

1.2.2. R2

Ryhmä kakkoseen kuuluivat:

Jukka Mäki-Maunus, Toni Lagerström, Kaappo Ikola ja Ilkka Ristiluoma

Ryhmä 2:en tehtävänä oli suunnitella vaateripustimen runko. Eli se kappale, jolla

ripustin laitetaan komeroon roikkumaan. Tehtäväksi tuli myös liitinkappaleen

suunnittelu, koska valmista liitinkappaletta ei lukuisista yrityksistä huolimatta

löytynyt. Liitinkappaleen etsinnöistä voit lukea lisää päiväkirjasta, joka puolestaan

löytyy kotisivuiltamme: http://www.cc.puv.fi/~jha. Kotisivumme koulun

serverillä on myös tämän ryhmän käsialaa.

1.2.3. R3

Ryhmä 3:en porukka koostui:

7

Jaakko Etelämäki, Tomi Blomback ja Olli Eronen

Ryhmän tehtävänä oli suunnitella vaateripustimen viimeinen nivel (koukku). Eli

se osa, josta housut voidaan laittaa roikkumaan.

2. TUOTE

2.1. Toiminta periaate

Vaateripustin on neljästä eri osasta koostuva kokonaisuus ja sen

valmistusmateriaali on muovi (PBT). Tuote on kokoontaitettava ja nivelletty siten

että jatko-osat taittuvat

rungon taakse piiloon. Näin

tuote on saatu pienempään

kokoon ja voidaan

mahdollisesti kuljettaa,

vaikka povitaskussa.

Vaateripustimen ulkomitat

ovat kokoontaitettuna vain

20x 95x125mm. Avattuna

ripustin mahtuu kolmion

sisään, jonka kanta on 433 mm ja korkeus 190 mm. Tuote on tehty muovista siksi

että se olisi mahdollisimman kevyt (

8

3. SUUNNITTELU

3.1. Projektisuunnitelma

Kurssin alussa määriteltiin ryhmille projektisuunnitelmat (liite 1.) ja niitä

seuraamaan valittiin projektipäälliköt, jotka ovat: ryhmä 1. Kimmo Heikkinen,

ryhmä 2. Jukka Mäki-Maunus ja ryhmä 3. Jaakko Etelämäki. Alkusuunnitelmassa

määriteltyjä aikatauluja täydennettiin projektin edetessä, jotta työsuunnitelmat

pysyisivät mahdollisimman hyvin hallinnassa ja ei tulisi ikäviä yllätyksiä.

3.2. Ideointi

3.2.1. Kokonaisuus

Idea projektille syntyi internetistä löytyneestä alumiinisesta vaateripustimesta,

joka oli kokoontaitettava. Tuotteen ulkoiset rajaukset (esim. aine vahvuus ja

ulkomitat) tehtiin projektin alussa ja toimintoihin vaikuttavista määrittelyistä

(niveltapin välys) tehtiin Layout (liite 2.), jolla pyrittiin takaamaan että suunniteltu

rakenne pysyisi jokaisella ryhmällä yhdenmukaisena. Tuotteen ulkonäkö oli

aluksi jokaisen ryhmän oma valinta, josta pyrittiin löytämään yhteensopiva

kompromissi. Kyseisessä ratkaisussa oli muovin jäähtyminen suuri vaikutus,

koska muotoilulla haettiin myös tasaista ainevahvuutta, jotta jäähtymisestä

aiheutuvat muodonmuutokset jäisivät mahdollisimman vähäisiksi.

3.2.2. Ryhmän työ

Ryhmä 2:lle kuuluviin töihin niveltappiin ja runkoon ideointi tapahtui hyvin

erilaisin vaihein. Siinä missä rungon määrittelyt otettiin layoutista, eli kappale

määriteltiin kaikkien ryhmien kesken, niin niveltappi puolestaan määritteli

tuotteen rakenteen.

Niveltapin ideointiin käytetty aika vastasi melkein koko projektin kulkua, koska

valmistusta rajoittavat asiat (keernojen käyttö) oli huomioitava ennen lopullista

tuotetta ja muut mahdollisuudet kuten tuotteen alihankinta tuli selvittää

toteuttamiskelpoisena vaihtoehtona.

9

3.3. Mallintaminen

3.3.1. Runko

Runko mallinnettiin siten että ripustuskoukku olisi sopiva tavallisiin

vaateripustustankoihin ja avautumiskulma antaisi sivulla 7. mainitulle kolmiolle

kannan, joka olisi 430 mm. Lisäksi rungon liitin tapin upotukset tuli kytkeä

layouttiin, jotka määräytyivät automaattisesti suunnitelman mukaan.

Kuva 1. Henkarin runko

10

3.3.2. Tappi

Tappi mallinnettiin kokonaisena, jonka jälkeen se kytkettiin layouttiin. Tapin

muotin mallinnus tapahtui siten, että tapista tehtiin muottiin kärjetön upotus ja

messinkipalaan upotettiin tapin kärki.

Kuva 2. Liitin tappi

11

4. KONEISTUS JA VALMISTUS

4.1. Pikamallien valmistus

Pikamallit valmistettiin Dimension-pikamallinnuskoneella. Malleja tehtiin kaksi

versiota, joissa muutettiin runko- ja T-osan välistä avautumiskulmaa, tapin

halkaisijan mitoitusta ja reikien paikoituksia. Mallit käännettiin Pro/E:ltä

mallinnuskoneelle STL-muotoon ja mallin kääntövaiheessa asetettiin pintaverkon

kolmion kooksi pienin mahdollinen arvo (0.0134mm).

Kuva 3. Pikamallinnuskone

Kuva 4. Pikamallin valmistus

4.2. Pikamallien kokoonpano

Pikamallien sovitus alkoi, kun saimme ripustimesta pikamallit. Näiden pohjalta

teimme tappituoteperheen, josta sorvasimme useita variaatioita. Näistä haimme

parhaan yhdistelmän. Testimme

osoittivat tapin toimivan hyvin

umpinaisella kärjellä ja päätimme

etsiä jo olemassa olevaa tappia.

Tuloksettoman etsintä kierroksen

jälkeen vaihtoehdoiksi jäivät

alihankintana kipinätyöstettävä

muotti tai kokonainen omavalmistus,

12

josta päädyimme tulokseen että valmistamme tuotteen itse. Seuraavaksi

ongelmana oli kuinka tuote tehdään, joten etsimme ratkaisua ja päädyimme siihen

tulokseen, jossa tapin kärki jyrsitään muottiaihioon istutettavaan messinkipalaan

ja runko suoraan muottiin.

4.3. Muotit

4.3.1. Runkomuotti

Aihion koneistus alkoi pinnan plaanauksella (face) ja ulkomuotojen koneistus

profile-työkierrolla. Ulkomuoto oli tarkasti koneistettava, koska se toimii

ohjauspintana muotin sovitepesään. Tästä seurasi hienotyöstettäessä kaksi

pakollista ohjelman kääntöä, joissa työkalun halkaisijaa pienennettiin

valmistuksessa jätetyn työvaran poistamiseksi.

Kuva 5. Runkomuotin muotojyrsintä

Muodon koneistusohjelmat jaoteltiin seuraavasti: rouhinta, hienotyöstö ja

messinkitapin taskut. Käyttämämme työkierrot olivat: rouhintaan mill volume,

viimeistelyyn surface milling/trajektory ja messinki tapeille ympyrätaskut (G73).

13

4.3.2. Tappimuotti

Muotin jyrsintä toteutettiin jyrsimällä tapinkärki messinkipalaan ja runko

alumiiniin. Aihiot saimme aikaisempien vuosikurssien käyttökelpoisista

muottipuoliskoista.

Kuva 6. Tappimuotin kiinteäpuoli

4.4. Tuotteen valmistus

Osat valmistettiin Engel-ruiskuvalukoneella. Tuotteiden värivaihtoehdot olivat

oranssi ja musta, koska koululla oli PBT-muovia ainoastaan oranssina. Siitä

saatiin kuitenkin mustaa sekoittamalla väriainetta (2%) perusaineeseen.

14

Kuva 7. Ruiskuvalukone

Kuva 8. 2% väriainesekoitus

Kuva 9. Valmiit runko-osat

Kuva 10. Runko-osa valukanavineen

15

5. DOKUMENTOINTI

5.1. WWW-sivut

Ajatus vaateripustimen kotisivuille lähti koulun sivuja selatessa. Tarkoituksena oli

tehdä koulun sivuja vastaavat henkarisivut, siten että niitä ei erottaisi toisistaan,

muuten kuin kuvista. Aikapulan vuoksi tästä jouduttiin kuitenkin hieman

tinkimään. Sivuista tuli kuitenkin mielenkiintoiset sekä havainnolliset. Sivut

toteutettiin Frontpage-ohjelmalla, koska viimeisestä ohjelmointikurssista oli jo

kulunut pitkä aika ja ko. ohjelma oli helppo käyttöinen.

5.2. Animaatiot ja videot

Animaatiot tehtiin Autodesk Inventorilla. 3D-mallit tuotiin ProE- ohjelmasta step

muodossa. Inventorissa niihin lisättiin sopivat värit jolloin muotteihin saatiin

luonnollisen näköisiä työstöjälkiä. Animaation tiedostomuodoksi valittiin AVI,

koska se on yleisesti käytössä ja pienikokoinen.

Videot kuvattiin Sonyn digivideokameralla ja materiaali editoitiin Pinnacle studio

10+ ohjelmalla. Videoista tehtiin kaksi versiota, internet sivuille (pienempi

tiedosto koko) ja DVD-levylle (paras laatu).

16

6. LIITTEET

1. Projektiaikataulu

2. Tappi 6.4

3. Protomessinki

4. Liikkuvalopullinen

5. Kiinteä_lopullinen

6. Runko_piirrustus

7. Muotti

DVD-Levy