Oululainen erikoispainokoneiden teloja suunnitteleva ja valmistava MK Fluidics otti viime talvena käyttöön SOLIDWORKS Flow Simulationin, kun kiireisessä asiakasprojektissa tuli eteen yllättäviä ongelmia eikä Saksaan matkustaminen onnistunut. Silloin apuun tuli CadWorks, jolta vuokrattiin Flown lisenssi. CadWorksiltä järjestyi nopeasti myös käyttökoulutus ja apua MK Fluidicsin suunnitteluongelman mallintamiseen. Ilman hyvää kumppania ja saumatonta yhteistyötä Flow-simulointiohjelman käyttöönotto ei olisi onnistunut niin mallikkaasti.
MK Fluidics on Oulussa vuonna 2009 toimintansa aloittanut VTT spinoff -yritys, jonka toiminta perustuu ainutlaatuiseen korkean tarkkuuden laserleikkausteknologian sekä erikoistarkan laserhitsaukseen osaamiseen. Asiakkailleen MK Fluidics suunnittelee ja valmistaa erikoisteloja, joita käytetään roll-to-roll eli R2R-tekniikkaa hyödyntävissä erikoispainokoneissa.
Tiukka aikataulu ja koronavirus laittoivat suunnitelmat uusiksi
Alkuvuodesta 2020 MK Fluidicsilla oli käynnissä kiireellinen asiakasprojekti Saksassa. Aluksi suunnittelussa luotettiin vuosien aikana kertyneeseen ymmärrykseen. Työnalla olleessa koneessa käytettävien leveämpien telojen vuoksi eteen tuli kuitenkin lämmönjakaantumiseen liittyviä ongelmia eikä aikaisempien toteutusten kaltaista ratkaisua voitu käyttää. MK Fluidicsin piti nopeasti saada ymmärrys ongelmasta ja löytää telan lämmitysputkistoon ratkaisu, joka takaa lämmön tasaisen jakaantumisen. Lisäksi piti huolehtia, ettei koneen runkorakenne pääse lämpenemään. Oman lisämausteensa suunnitteluun teki se, että aikataulupaineiden vuoksi tela oli jo asiakkaan tehtaalla Saksassa ja koronapandemian vuoksi matkustukseen oli tullut rajoituksia.
Saksassa asiakkaan tehtaalla käyminen olisi johtanut kahden viikon karanteeniin, joka puolestaan olisi hankaloittanut pienen yritykseen toimintaa kohtuuttomasti. Tämän vuoksi fyysisten mittausten ja testien tekemisen sijaan päätettiin kokeilla ongelman ratkaisemista simuloinnilla. MK Fluidicsilta oltiin yhteydessä CadWorksiin ja yhdessä sovittiin lämpösimuloinnin tekemisestä SOLIDWORKS Flow Simulationilla. MK Fluidicsilla 3D-mallintamisesta vastaava Timo Hietavalkama oli tehnyt hyvät 3D mallit. Niiden pohjalta teknisenä asiantuntijana CadWorksillä työskentelevä Timo Laaksonen teki nopeasti ensimmäiset lämpösimulaatiot. Tulokset olivat todella hyviä ja käytännössä nähtiin, että simulointitulokset vastasivat todellisuutta. Samalla suunnitteluongelmaan liittyvä ymmärrys kasvoi, kun simulointituloksista nähtiin, ettei lämpö jakaantunut oikein.
Simuloinnin luotettavuus validoitiin lämpötila- ja virtausmittauksilla
Simuloinnin luotettavuuden varmistamiseksi Saksassa tehtiin paljon lämpötila- ja virtausmittauksia, joiden tuloksia verrattiin simulointeihin. Vertailut osoittivat, että simuloinnit olivat onnistuneet hyvin. ”Simuloidut tulokset menivät käytännössä samoihin tuloksiin kuin mittaukset. Tulokset eivät voi olla tarkempia” toteaa Pennanen ja jatkaa ”Suurempia eroja tulee varsin helposti fyysisten mittausten mittaustarkkuuksista eri mittaajien välillä, kun esimerkiksi pintalämpötilan mittauksessa mittalaitteen asento tai siihen kohdistuva paine vähän vaihtelevat.”
MK Fluidicsilla ollaan varsin tyytyväisiä CadWorksin kanssa tehtyyn yhteistyöhön. Timo Laaksonen ja Pohjois-Suomen aluemyyntipäällikkö Lasse Kaikkonen reagoivat todella nopeasti, kun Saksan asiakasprojektissa ilmeni ongelmia.
”Ilman CadWorksin apua projekti ei olisi onnistunut aikataulussa. Kiireessä ja ilman työkaluosaamista ei simulointi olisi onnistunut. Plussana erittäin hyvät tulokset nopeasti” painottaa Jaakko Pennanen, yksi yrityksen omistajista
CadWorksin kokeneet kouluttajat ja tarpeisiin räätälöity koulutus mahdollisti nopean oppimisen
SOLIDWORKS Flow Simulationin haltuun ottamisessa auttoi asiantunteva ja räätälöity koulutus. Pennanen ja Hietavalkama arvostavat Timo Laaksoselta saamaansa koulutusta ja neuvoja.
”Timppa on hyvä ja kärsivällinen opettaja” kiittelee Hietavalkama kaimaansa. ”Työkalun oppimisen kannalta oli loistavaa, että sen opettaminen tapahtui meidän omia caseja mallintamalla. Ja kieltämättä kovaa vauhtia lähestyvän tehdashyväksyntätestauksen aiheuttama pieni asiakaspainekin edisti oppimista” naurahtaa Pennanen.
Erikoispainamisen lisääntyessä R2R-painokoneiden valmistajien vaatimukset kovenevat ja teloja suunnitellaan aina vaan haastavampiin kohteisiin. Seuraavassa asiakasprojektissaan MK Fluidicsin on suunniteltava ratkaisu tyhjiössä tapahtuvaan painamiseen, jossa telan lämmittäminen tapahtuu sähkövastuksilla. Vaikka edessä on kokonaan uudenlainen ympäristö, ovat Pennanen ja Hietavalkama luottavaisia suunnittelun onnistumiseen. Heidän oma suunnitteluosaamisensa, hyvät SOLIDWORKSin simulointityökalut sekä CadWorksiltä saatava tuki auttavat tämän haastavan, mutta mielenkiintoisen ongelman ratkaisussa.
Teknisten hyötyjen lisäksi 3D-mallintamisesta ja simuloinnista on etua myös asiakassuhteen hoitamisessa. Pennasen mukaan painokoneiden valmistajat ovat alkaneet vaatimaan, että osien mekaanisen sopivuuden lisäksi koneiden ilman- ja lämmönvirtaukset mallinnetaan laskelmilla.
”Seuraava steppi on mallien ja simulointien näyttäminen asiakkaalle SOLIDWORKSin ohjelmistojen avulla jo ennen telojen valmistamista. Kun kaukana toimitaan, niin kuvien kierrättäminen työkalujen avulla on todella tärkeää ja hyödyllistä.” sanoo Hietavalkama.
MK Fluidics on Oulussa vuonna 2009 toimintansa aloittanut VTT spinoff -yritys, jonka toiminta perustuu ainutlaatuiseen korkean tarkkuuden laserleikkausteknologian sekä erikoistarkan laserhitsaukseen osaamiseen. Asiakkailleen MK Fluidics suunnittelee ja valmistaa erikoisteloja, joita käytetään roll-to-roll eli R2R-tekniikkaa hyödyntävissä erikoispainokoneissa.
”Telat suunnitellaan ja valmistetaan Suomessa, josta ne toimitetaan erikoispainokoneiden valmistajille ympäri maailmaa. Painokoneiden valmistajat asentavat mittojen mukaan suunnitellut ja kokonaisuuteen mallinnetut telat koneisiin, ja toimittavat valmiit koneet painotaloille” kertoo Jaakko Pennanen, yksi yrityksen omistajista.
R2R-koneissa painaminen tapahtuu imprint-tekniikalla. Painojälki saadaan aikaiseksi paineen ja kuumuuden avulla ilman painomustetta tai muitakaan epäekologisia lisäaineita. Näissä koneissa painetaan nano- ja mikrokuvioitua 3D-pintaa mm. erilaisille kalvoille, lakkapinnoille, silikoneille sekä joillekin metalleille. Valmiita painotuotteita käytetään esim. seteleissä, passeissa, aurinkopaneeleiden pinnoittamisessa ja tuotepakkauksiss.
