Voiko rikkoutuneen muoviosan korvata 3D-tulostamalla?

Usein voi. Katkennut salpa tai haljennut ruuvinkiinnitys voi pysäyttää koko laitteen. Jos alkuperäistä varaosaa ei enää myydä, tilalle voi tulostaa uuden. Jotta tulostettu osa toimisi, pitää ensin selvittää kaksi asiaa: mitä vanha osa teki laitteessa ja mistä uuden osan mitat saadaan.

1. Mikä tehtävä rikkoutuneella osalla oli laitteessa?

Osan tehtävä selviää neljästä asiasta: miten osa oli kiinni, liikkuiko se, millaista rasitusta siihen kohdistui ja missä oloissa sitä käytettiin.

Kiinnitys

Kiinnitystavasta näkee, mitkä mitat täytyy saada täsmälleen oikein. Ruuveilla kiinnitettävässä osassa ratkaisevat reikien paikka ja koko. Napsahtamalla kiinnittyvässä osassa tärkein kohta on pieni joustava kieli, joka lukitsee sen. Tiukasti paikalleen painettavassa osassa jo millin murto-osa voi ratkaista, meneekö osa paikalleen.

Napsahtava osa taipuu joka kerta, kun se painetaan kiinni, joten kiinnitys joutuu koville jo asennuksessa. Jos vanha osa katkesi juuri kiinnityksen kohdalta, se oli todennäköisesti osan heikoin kohta.

Liike

Saranan, vivun, hammaspyörän ja muiden liikkuvien osien pitää toimia kevyesti kerta toisensa jälkeen. Usein ne liikkuvat jotain toista kappaletta vasten, jolloin kosketuskohta kuluu. Siksi osien väliin jätetään sopiva rako, pinta tehdään sileäksi ja kuluvaa kohtaa vahvistetaan. Jos vastakappale on metallia, muovi kuluu yleensä ensin.

Rasitus

Mieti, miten osaa käytetään: vedetäänkö, painetaanko, taivutetaanko vai väännetäänkö sitä, ja tapahtuuko se tasaisesti vai äkillisinä iskuina.

Ota katkenneesta kohdasta tarkka lähikuva vaikka puhelimella. Murtuman paikka ja muoto voivat antaa vihjeitä siitä, miksi osa hajosi, vaikka varmaa syytä niistä ei aina näe. Jos osa on haljennut terävästä kulmasta, uuteen osaan voidaan tehdä siihen pyöreämpi kulma tai paksumpaa muovia, jolloin sama heikko kohta ei toistu.

Käyttöpaikka

Muovi käyttäytyy eri oloissa eri tavalla, joten osan käyttöpaikka vaikuttaa muovin valintaan. Moottorin tai lämmittimen vieressä liian kuuma muovi voi pehmetä ja muuttaa muotoaan. Ulkona oleva osa voi kastua sateessa, ja jos se on auringossa, UV-säteily voi vuosien mittaan haalistaa muovia ja tehdä siitä hauraan. Koneen sisällä osaan voi roiskua öljyä tai polttoainetta, ja keittiössä se voi olla kosketuksissa ruoan tai juoman kanssa. Joihinkin kohteisiin tulostettu osa ei sovi lainkaan.

2. Mistä korvaavan osan mitat saadaan?

Mitat otetaan vanhasta osasta, laitteesta tai molemmista sen mukaan, missä kunnossa vanha osa on.

Tilanne A: vanhasta osasta on riittävästi jäljellä

Jos osa on katkennut yhdestä kohdasta ja palat ovat tallessa, suurin osa mitoista saadaan suoraan niistä. Säilytä pienetkin palat, sillä niistä näkee muovin paksuuden sekä osan kaaret ja muodot.

Mittaa osa työntömitalla ja kirjoita lukemat muistiin. Tärkeimpiä ovat reikien ja tappien mitat, koska niiden kohdalta osa kiinnittyy laitteeseen. Vanha muovi on voinut ajan mittaan vääntyä, joten sama kohta on hyvä mitata pariin kertaan.

Kuluneen osan mittoja ei kannata kopioida sellaisenaan. Jos reikä on kulunut soikeaksi tai liukuva pinta ohueksi, sama vika siirtyy uuteen osaan. Silloin mitataan se osa, jonka varassa vanha liikkui, esimerkiksi tanko tai tappi, jonka ympäri se pyöri. Tangon paksuus ei silti yksin kerro reiän kokoa, sillä reikä tehdään eri kokoiseksi sen mukaan, pitääkö osan pyöriä vapaasti vai pysyä tiukasti paikallaan.

Tilanne B: osa on pahasti hajonnut tai kadonnut

Mitat otetaan kohdasta, johon osa kiinnittyi, ja sen ympärillä olevista osista. Niistä selviää, kuinka suureen tilaan uuden osan pitää mahtua ja mihin se kiinnitetään.

Hyödyllisiä mittoja ovat esimerkiksi:

• ruuvinreikien väli ja ruuvien koko
• sen tangon, tapin tai putken paksuus, jonka päälle osa asettuu
• vapaan tilan leveys, korkeus ja syvyys
• vastaavan osan mitat laitteen toiselta puolelta, jos laitteessa on samanlainen osa molemmin puolin
• valmistajan varaosakuvat tai -luettelot, joista osan muoto näkyy

Uuden osan ei tarvitse olla tarkka kopio vanhasta. Riittää, että se kiinnittyy oikein ja hoitaa tehtävänsä. Kun tietoa on vähän, ensimmäinen tulostettu kappale voi toimia koekappaleena, jonka perusteella mittoja tarkennetaan.

3. Miten mitoista päästään tulostettavaan kappaleeseen?

Mitoista valmiiseen osaan päästään kahdessa vaiheessa: ensin osa mallinnetaan tietokoneella, sitten se tulostetaan.

3D-mallinnus

Mallinnamme osat Autodesk Fusion 360 -ohjelmistolla. Sillä voi suunnitella kokonaan uuden kappaleen tai piirtää olemassa olevan osan uudelleen. Mallinnusvaiheessa päätetään asiat, joita mittaus ei kerro, esimerkiksi se, kuinka tukevaksi osa tehdään.

FDM-tulostus

Tulostamme osat FDM-tekniikalla. Siinä tulostin sulattaa muovia ja rakentaa osan ohut kerros kerrallaan. Varaosan kannalta tästä seuraa kaksi asiaa.

Ensimmäinen on tulostusasento. Tulostettu osa on kuin pino yhteen sulatettuja muovikerroksia, ja se halkeaa helpoimmin kerrosten välistä. Sopivalla asennolla tätä riskiä voidaan pienentää. Esimerkiksi ruuvin kiinnityskohta kannattaa tulostaa asentoon, jossa se kestää ruuvin kiristämisen paremmin.

Toinen on reikien koko. Pienet reiät tulevat tulostimesta usein hieman ahtaampina kuin mallissa, joten ne piirretään valmiiksi vähän isommiksi. Lisäksi kerrokset jättävät pintaan pieniä uria. Useimmissa osissa niillä ei ole väliä, mutta liukuvassa osassa ne voivat jarruttaa liikettä.

Uuden osan tarkistaminen ennen käyttöä

Kun saat valmiin osan, asenna se ensin kokeeksi ja tarkista nämä:

1. Meneekö osa paikalleen ilman väkisin painamista?
2. Osuvatko ruuvinreiät kohdalleen, ja kestääkö muovi, kun ruuvi väännetään kiinni?
3. Lukittuuko napsahtava kohta kunnolla, ja saako sen tarvittaessa auki?
4. Liikkuuko osa koko matkaltaan jumittamatta ja heilumatta?
5. Jääkö osan ympärille tarpeeksi tilaa, kun laite on käynnissä?
6. Näkyykö osassa asennuksen jälkeen halkeamia, irtoavia kerroksia tai vääntymistä?

Jos osa ei sovi, mallia voi korjata ja tulostaa uuden kappaleen. Koeasennus ei kuitenkaan kerro, kestääkö osa pitkään. Seuraa tavallisen varaosan, kuten kannen tai pidikkeen, kuntoa ensimmäisten käyttökertojen ajan.

Turvallisuuden kannalta tärkeät osat ovat eri asia. Jarrujen, kantavien rakenteiden ja sähköturvallisuuden osia ei voi hyväksyä käyttöön vain sillä perusteella, että ne sopivat paikalleen ja toimivat hetken. Niihin on syytä hankkia valmistajan varaosa.

4. Mitä kannattaa kertoa tarjouspyynnössä?

Kerro tarjouspyynnössä, millaisen kappaleen tarvitset ja mihin sitä käytetään. Mitä tarkemmat tiedot lähetät, sitä vähemmän meidän tarvitsee kysyä lisätietoja. Kokoa viestiin ainakin nämä:

• Kuvat: rikkoutunut osa joka suunnasta, lähikuva murtuneesta kohdasta ja kuva siitä, mihin osa kiinnittyy. Laita kuvatessa viivoitin osan viereen.
• Tiedossa olevat mitat: erityisesti reikien koot ja välimatkat sekä ne kohdat, jotka kiinnittyvät laitteeseen. Kerro, mitkä mitat ovat varmoja ja mitkä arvioita.
• Osan tehtävä: kiinnitetäänkö osa ruuveilla, napsauttamalla vai muulla tavalla, liikkuuko se ja joutuuko se kovalle rasitukselle.
• Käyttöolosuhteet: lämpötila, kosteus, auringonvalo ja mahdolliset öljyt tai pesuaineet.
• Laitteen tiedot: laitteen merkki ja malli, jos ne ovat tiedossa.
• Valmis 3D-malli: mainitse, jos sinulla on jo mallitiedosto.
• Kappalemäärä: tarvitaanko yksi osa vai useampi.

Hoidamme sekä mallinnuksen että tulostuksen, joten sinun ei tarvitse osata mallintaa itse. Toimimme Hollolassa. Lue lisää Problindsin 3D-tulostuspalvelusta ja ota yhteyttä, niin katsotaan yhdessä, voiko osasi korvata tulostetulla kappaleella.