Browsing by Author "Tuomi, Jukka"
Now showing 1 - 20 of 20
Results Per Page
Sort Options
Item Additive Manufacturing in Finland: Recommendations for a Renewed Innovation Policy(Elsevier, 2017) Flores Ituarte, Inigo; Salmi, Mika; Ballardini, Rosa Maria; Tuomi, Jukka; Partanen, Jouni; Department of Mechanical Engineering; Kristiansen, Morten; Villumsen, Sigurd Lazic; Engineering Production; University of LaplandThe objective of this research is to define an optimal innovation policy and funding strategy to improve Additive Manufacturing (AM) capabilities in Finnish companies. To do so, we present an international review of innovation programs in the area of AM. In addition, the study replied upon a survey prepared to evaluate factors for AM implementation. The ultimate goal is to help in the definition of a national policy strategy in the area of AM based on the characteristics of the Finnish industrial ecosystem. The methodology and data collection method involved defining the taxonomy of Finnish AM industry. The target group of the survey was a population of AM experts, and individuals with knowledge on AM and industrial processes. Overall, the survey revealed that research and innovation activities are well positioned in Finland. In order for future innovation policies to further support developments in the field, we estimated that policy strategies need to generate about 6-8 M€/year in national and EU- funding instruments for AM technology transfer, development, and innovation activities. Efforts should be targeted towards strengthening uses of AM in final production. In fact, only 36% of Finnish respondents declared to use AM for final production, while leading countries in AM use it in average more than 50%. Another area in need of development in Finland is the use of AM high performance materials. Moreover, outsourcing of AM services in Finland is 23 percentage point higher in national and 13 percentage point higher in international outsourcing to service bureaus and suppliers. In this regard, future policies and funding strategies should maintain the created momentum. However, there is a need to acquire high-end research and industrial equipment to stimulate AM integration to the existing production systems. This in the end can trigger the creation of new products, processes and intellectual property, enabling innovation and competitive advantage.Item Additive Manufacturing in Production: A Study Case Applying Technical Requirements(2015) Flores, Iñigo; Coatanea, Eric; Salmi, Mika; Tuomi, Jukka; Partanen, Jouni; Department of Mechanical Engineering; Tampere University of TechnologyAdditive manufacturing (AM) is expanding the manufacturing capabilities. However, quality of AM produced parts is dependent on a number of machine, geometry and process parameters. The variability of these parameters affects the manufacturing drastically and therefore standardized processes and harmonized methodologies need to be developed to characterize the technology for end use applications and enable the technology for manufacturing. This research proposes a composite methodology integrating Taguchi Design of Experiments, multi-objective optimization and statistical process control, to optimize the manufacturing process and fulfil multiple requirements imposed to an arbitrary geometry. The proposed methodology aims to characterize AM technology depending upon manufacturing process variables as well as to perform a comparative assessment of three AM technologies (Selective Laser Sintering, Laser Stereolithography and Polyjet). Results indicate that only one machine, laser-based Stereolithography, was feasible to fulfil simultaneously macro and micro level geometrical requirements but mechanical properties were not at required level. Future research will study a single AM system at the time to characterize AM machine technical capabilities and stimulate pre-normative initiatives of the technology for end use applications.Item Additive manufacturing needs and practices in the Finnish industry(2014-06-09) Chekurov, Sergei; Tuomi, Jukka; Insinööritieteiden korkeakoulu; Partanen, JouniThe purpose of this thesis is to present the current needs and practices of additive manufacturing in the Finnish industry. To obtain the necessary information, a survey of eight companies was carried out. An introduction to additive manufacturing and its applications is given to give the reader a better understanding of the survey. A survey was designed and the process explained. The main tool, the questionnaire, was chosen to be the best option to conduct the survey and was designed to consist of a combination of open questions and scale questions. The questionnaire was presented to eight companies of varying size in the research and development industry. Fifteen people from these companies were chosen for the survey. All of the qualitative answers were analytically quantified and expanded upon. The findings of the survey were compared to the findings of other worldwide reports. The results obtained through this study include data regarding familiarity of AM technologies, ownership of machinery, outsourcing practices, and general perception of AM in Finnish companies. It was found that while the Finnish industry is somewhat lagging behind on some fronts of AM usage, the trend is showing that AM is becoming more widely understood and its usage in more advanced applications is on the rise.Item Considerations on the Requirements for Additive Manufacturing Related Medical Imaging(2011) Huotilainen, Eero; Paloheimo, Markku; Salmi, Mika; Paloheimo, Kaija-Stiina; Tuomi, Jukka; Mäkitie, Antti; BIT-tutkimuskeskusItem Design and rapid manufacturing of patient-specific implants(2009) Salmi, Mika; Tuomi, Jukka; Koneenrakennustekniikan laitos; Teknillinen korkeakoulu; Helsinki University of Technology; Kuosmanen, PetriIhmisille tapahtuvat onnettomuudet ja erilaiset sairaudet voivat johtaa luiden vaurioihin tai puutokseen. Näiden korjaaminen suoritetaan yleensä implanteilla, jotka sijoitetaan ihmisen sisälle. Lääketieteellisen kuvantamisen ja erityisesti siihen käytettyjen ohjelmistojen kehittyminen on mahdollistanut erilaisten 3D-mallien luomisen kuvannetuista kohteista. Perinteisesti implantit valmistetaan käsityönä leikkauksen aikana tai etukäteen käyttämällä hyväksi pikavalmistettuja preoperatiivisiä malleja. Suunnittelemalla implantti virtuaalisesti ja pikavalmistamalla se päästään eroon käsityövaiheesta ja saadaan tarkempia sekä edullisempia implantteja. Työn aikana tutkittiin erilaisia mallinnusohjelmistoja ja niiden soveltuvuutta kuvannettujen mallien käsittelyyn. Ohjelmista tarkasteltiin erilaisia tapoja ja ominaisuuksia toteuttaa haluttuja geometrioita referoiden kuvantamisella saatuun 3D- malliin. Samalla tutkittiin tuotetun geometrian muuttamista tilavuudelliseksi verkoksi, joka olisi mahdollista pikavalmistaa. Työn tuloksena suunniteltiin potilaskohtaisesti räätälöity implantin 3D-malli ja muodostettiin siitä tilavuudellinen verkkoimplantti, josta pikavalmistettiin useita testikappaleita teräksestä ja titaanista. Näin yhdistämällä tunnettuja tekniikoita mahdollistettiin uudenlainen implanttien suunnittelu- ja valmistusmenetelmä. Tämä tarjoaa lääkäreille uuden keinon parantaa sairaiden ja loukkaantuneiden elämänlaatua.Item Development of CAD/CAM processes for polyurethane cushion components(2001) Hokkanen, Teemu; Tuomi, Jukka; Konetekniikan osasto; Teknillinen korkeakoulu; Helsinki University of Technology; Ekman, KaleviTietokoneavusteisista suunnittelu- ja valmistusmenetelmistä on saatu hyviä kokemuksia eri toimialoilla. Tästä huolimatta teollisuuden aloilla, jotka käyttävät polyuretaanisia pehmustekomponentteja eivät 3D CAD -suunnittelujärjestelmät ole yleistyneet. Tutkimuksen tavoitteena oli tutkia CAD/CAM -prosessien soveltuvuutta pienen pehmustekomponentteja valmistavan yrityksen tuotekehitysprosessien tueksi. Kehitystyön lopputuloksena oli tarkoitus saada nopea, edullinen sekä joustava CAD/CAM-prosessi, joka mahdollisuuksien mukaan olisi sovellettavissa muissa huonekaluteollisuuden piirissä toimivissa yrityksissä. Prosessien kehittämisen aikana vietiin eri tyyppisiä esimerkkituotteita läpi yrityksen kehittyvistä tuotekehitysprosesseista. Näiden esimerkkituotteiden avulla arvioitiin CAD/CAM -prosessien osa-alueiden soveltuvuutta kyseiseen toimialaan. Prosessien osa-alueista koottiin lopuksi toimiva kokonaisuus yrityksen yksilöllisiin tarpeisiin. Diplomityö osoitti CAD/CAM -prosessien soveltuvuuden ergonomisesti muotoiltujen tuotteiden suunnitteluun. Kehitystyön aikana esiin tulleita CAD/CAM-prosessien käytöstä saatavia hyötyjä oli muun muassa tuotteiden laadun parantuminen sekä tuotekehitysprojektin keston selkeä lyhentyminen.Item Dieless NC Forming in Sheet Metal Product Development Process(2002) Lamminen, Lotta; Tuomi, Jukka; Konetekniikan osasto; Teknillinen korkeakoulu; Helsinki University of Technology; Ekman, KaleviItem Digitaaliset varaosat(Aalto University, 2018) Salmi, Mika; Partanen, Jouni; Tuomi, Jukka; Chekurov, Sergei; Björkstrand, Roy; Huotilainen, Eero; Kukko, Kirsi; Kretzschmar, Niklas; Akmal, Jan; Jalava, Kalle; Koivisto, Satu; Vartiainen, Matti; Metsä-Kortelainen, Sini; Puukko, Pasi; Jussila, Ari; Riipinen, Tuomas; Reijonen, Joni; Tanner, Hannu; Mikkola, MarkkuDigitaaliset 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.Item Digital Spare Parts(Aalto University, 2018) Salmi, Mika; Partanen, Jouni; Tuomi, Jukka; Chekurov, Sergei; Björkstrand, Roy; Huotilainen, Eero; Kukko, Kirsi; Kretzschmar, Niklas; Akmal, Jan; Jalava, Kalle; Koivisto, Satu; Vartiainen, Matti; Metsä-Kortelainen, Sini; Puukko, Pasi; Jussila, Ari; Riipinen, Tuomas; Reijonen, Joni; Tanner, Hannu; Mikkola, MarkkuDigital 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.Item Evaluating the Readiness Level of Additively Manufactured Digital Spare Parts: An Industrial Perspective(2018-10-07) Kretzschmar, Niklas; Chekurov, Sergei; Salmi, Mika; Tuomi, Jukka; Department of Mechanical Engineering; Engineering ProductionAdditive manufacturing of digital spare parts offers promising new possibilities for companies to drastically shorten lead times and to omit storage costs. However, the concept of digital spare parts has not yet gained much footing in the manufacturing industry. This study aims to identify grounds for its selective rejection. Conducted from a corporate perspective, outlining a holistic supply chain network structure to visualize different digital spare part distribution scenarios, this survey study evaluates technical and economic additive manufacturing capabilities. Results are analyzed and discussed further by applying the Mann-Whitney test to examine the influence of the company size and the presence of 3D-printed end-use components within supply networks on gathered data. Machines’ limited build chamber volumes and the necessity of post-processing are considered as the main technical challenges of current additive manufacturing processes. Furthermore, it can be concluded that company sizes have a significant effect on perceived technological limitations. Overall, the results lead to the conclusion that the readiness level of the digital spare parts concept demands for further development.Item In vitro cytotoxicity and surface topography evaluation of additive manufacturing titanium implant materials(Kluwer Academic Publishers, 2017) Tuomi, Jukka; Björkstrand, Roy; Pernu, Mikael; Salmi, Mika; Huotilainen, Eero; Wolff, Jan; Vallittu, Pekka; Mäkitie, Antti; Department of Mechanical Engineering; Engineering Production; Vrije Universiteit Amsterdam; University of TurkuCustom-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.Item Integrated Cone-Beam Computed Tomography and Rapid Prototyping in Preoperative Planning Process(2007) Kanerva, Jukka; Tuomi, Jukka; Konetekniikan osasto; Teknillinen korkeakoulu; Helsinki University of Technology; Ekman, KaleviItem Knowledge acquisition in new product development: The knowledge acquisition models of small and medium sized enterprises' new product development processes(2006) Timonen, Hanna; Tuomi, Jukka; Tietotekniikan osasto; Teknillinen korkeakoulu; Helsinki University of Technology; Järvenpää, EilaTämä diplomityö käsittelee tiedon hankintaa tiedonhallinnan näkökulmasta. Tiedon hankinta on tietoprosessi, joka tuo organisaatioon uutta organisaation ulkopuolista tietoa. Koska menestyvässä tuotekehityksessä tarvitaan paljon uutta tietoa erilaisista tiedonlähteistä, tiedon hankinnan prosessia on tutkittava nimenomaan tuotekehityksessä. Uutta tutkimusta tarvitaan nimenomaan koskien pienten ja keskisuurten yritysten tiedon hankintaa, koska aikaisempi tiedonhallinnan tutkimus on keskittynyt tarkastelemaan suuria yrityksiä. Diplomityössä kiinnitetään myös erityistä huomiota patenttien rooliin tuotekehityksen tiedonlähteenä, koska pienet ja keskisuuret yritykset käyttävät niitä harvinaisen vähän. Korjatakseen näitä aikaisemmassa tutkimuksessa havaittuja puutteita tämä diplomityö tutkii tiedon hankintaa tuotekehitystoiminnassa. Vertaileva tapaustutkimus toteutettiin 14 pienessä ja keskisuuressa valmistavan teollisuuden yrityksessä. Tapauksia vertailevan analyysin tulosten mukaan pienet ja keskisuuret yritykset voidaan jakaa kolmeen selvästi erotettavissa olevaan ryhmään näiden tiedon hankintatoiminnan perusteella. Löydetyt tuotekehityksen tiedon hankinnan kolme mallia on työssä nimetty vuorovaikuttajiksi, selvittäjiksi ja tarkkailijoiksi. Vuorovaikuttajat ovat yrityksiä, jotka aktiivisesti hankkivat sekä teknologista että liiketoimintatietoa informaaleista tiedonlähteistä, kun taas selvittäjät ovat tiedon hankinnassaan passiivisia ja käyttävät pääasiallisesti formaaleja tiedonlähteitä sekä teknologisen että liiketoimintatiedon hankkimiseen. Tarkkailijat puolestaan ovat monitahoisempia tiedon hankkijoita: ne hankkivat teknologista tietoa aktiivisesti formaaleiden tiedonlähteiden kautta, mutta etsivät liiketoimintatietoa ainoastaan passiivisesti informaaleista tiedonlähteistä. Koska löydetyt kolme mallia poikkeavat toisistaan myös suhteessa tuotekehityksen prosessiin, voidaan tiedon hankinnan todeta olevan sidoksissa käytettyihin tuotekehityksen prosessimalleihin. Suurimmat ongelmat patentti-informaation käytössä pienissä ja keskisuurissa yrityksissä liittyvät puutteellisiin tietoihin niistä menetelmistä, joiden avulla patentti-informaatiota voitaisiin analysoida, puutteisiin sisäisissä resursseissa analysoimisen suorittamiseksi sekä erilaisten patenttipalveluiden puutteellinen tarjonta. Jotta patentti-informaation käyttöä pienissä ja keskisuurissa yrityksissä voitaisiin parantaa, tulisi niiden sisältämä tieto esittää sellaisessa muodossa, joka paremmin vastaa yllä esitettyjä tuotekehityksen tiedon hankinnan malleja.Item Medical Applications of Additive Manufacturing – Application-Oriented Classification for Case Design and Documentation(Aalto University, 2018) Tuomi, Jukka; Mäkitie, Antti, Prof., University of Helsinki, Finland; Konetekniikan laitos; Department of Mechanical Engineering; Production Engineering; Insinööritieteiden korkeakoulu; School of Engineering; Partanen, Jouni, Prof., Aalto University, Department of Mechanical Engineering, FinlandRapid development has recently occurred in Additive Manufacturing (AM) technologies, some of which are called 3D Printing. One of driving force behind the development of AM is variation in both industrial and medical applications. Certain applications occur in clinical practice, with others under research or in a developmental phase. The application of these new technologies in medical settings has raised concerns among specialists regarding quality control of the manufacturing process, case documentation and patient safety. This thesis presents a novel classification system for medical applications of AM; the system is based on both own research cases and patient cases presented in the literature. Combining application classes and procedural phases of clinical patient cases into one representation was an objective of this work. The solution concerned the development of a medical application of additive manufacturing (MAAM) matrix case presentation. One research goal involved developing a model to support patient-case design, documentation, and learning. According to cognitive psychologists, knowledge is clustered into packets that enable knowledge to be organised, stored and contextually placed. Matrix-based representation aims to help stakeholders understand MAAM cases as packets. The presented concept uses matrix cells to store actual case data. Such data presentation technology has potential to serve as the basis for further developments related to feature-based product modelling and expert system technologies in medical applications of AM. This thesis presents a MAAM matrix system with potential application as a qualified standard platform for medical-case design and documentation. The MAAM matrix system supports learning and is an established operational platform for computerised systems. This thesis demonstrates the validation of the MAAM matrix system in an orbital wall implant clinical case. The second validation case was a research case studying the effects of both applied AM system technology and finishing technology to part cytotoxicity. Both cases involved storing materials and methods data in MAAM matrix cells.Item Nilkkanivelen tietokonetomografia-liikemallinnus potilaskohtaisen ulkoisen tuen suunnittelua varten(Aalto University, 2011) Huotilainen, Eero; Tuomi, Jukka; Tietoliikenne- ja tietoverkkotekniikan laitos; Koskelainen, AriPilon-murtumat ovat vaikeita, välitöntä ortopedistä hoitoa vaativia nilkan traumoja. Trauman jälkeen nilkka on tuettava, mutta ravintoaineiden ja veren virtauksen parantamiseksi nilkan olisi suotavaa saada liikkua kontrolloidusti, esimerkiksi yhden akselin ympäri. Tätä varten on kehitetty kääntyviä, ulkoisia nilkkatukia. Ainetta lisäävän valmistuksen keinoin on mahdollista luoda jokaiselle potilaalle yksilöllinen tuki, joka seuraa potilaan nilkan luonnollista liikerataa. Tätä varten on selvitettävä potilaan ylemmän nilkkanivelen kääntöakselin paikka sekä suunta eri vaiheissa nilkan koukistusta ja ojennusta. Tässä diplomityössä suunniteltiin ja toteutettiin tietokonetomografiaan perustuva mittausmenetelmä. Koehenkilöitä oli kaksi: ensimmäisen nilkka kuvattiin kartiokeila-TT-laitteella kolmessa asennossa (äärikoukistus, neutraali, ääriojennus), ja toisen viidessä (edellä mainitut asennot, sekä puolittainen koukistus ja puolittainen ojennus). Tämän jälkeen kuvista segmentoitiin sääriluu sekä telaluu. Kahden peräkkäisen asennon (ääriojennus-puolittainen ojennus, puolittainen ojennus-neutraali, jne.) luut kohdennettiin toistensa suhteen. Nämä kohdennukset tuottivat kaksi muunnosmatriisia, joiden avulla laskettiin liikkeen kunkin vaiheen kääntöakselin (finite helical axis, FHA) paikka sekä suunta. Menetelmä tuotti järkeviä tuloksia, joten lisäkehitystä suositellaan. Tekniikan oikea tarkkuus on selvitettävä esimerkiksi toistokokein, mutta näitä rajoittaa tietokonetomografiakuvaukseen liittyvä säderasitus.Item Pikavalmistuksen sovellukset ja niiden käyttöönoton vaikutukset yritysten tuotekehitysprosesseissa(2003) Tuomi, Jukka; Konetekniikan osasto; Teknillinen korkeakoulu; Helsinki University of Technology; Kauppinen, Veijo; Lappalainen, KaukoItem Process and web application development of medical applications of additive manufacturing(Aalto-yliopisto, 2011) Vehviläinen, Juho; Tuomi, Jukka; Tietojenkäsittelytieteen laitos; Järvenpää, EilaItem Tekes projekti SuperMachines loppuraportti(Aalto University, 2015) Salmi, Mika; Partanen, Jouni; Tuomi, Jukka; Chekurov, Sergei; Flores, Iñigo; Björkstrand, Roy; Lehtinen, Pekka; Koneenrakennustekniikan laitos; Department of Engineering Design and Production; Advanced Production Methods; Tulevaisuuden tuotantomenetelmät; Insinööritieteiden korkeakoulu; School of EngineeringTutkimuksessa 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.Item Valmistettavuuden analysointi piirrepohjaisessa CAD/CAM-järjestelmässä(1989) Tuomi, Jukka; Mäntylä, Martti; Konetekniikan osasto; Teknillinen korkeakoulu; Helsinki University of Technology; Kauppinen, Veijo|Mäntylä, MarttiItem Web Platform for Collaboration and Medical Case Documentation(2012) Vehviläinen, Juho; Tuomi, Jukka; Paloheimo, Kaija-Stiina; Björkstrand, Roy; Salmi, Mika; Huotilainen, Eero; Gibson, Ian; Mäkitie, Antti; Department of Industrial Engineering and ManagementCreating medical applications of additive manufacturing (AM) is a complex multidisciplinary process. There is a need to examine this process in more detail to understand it better, which is crucial for its further development. The objective of this study was to investigate the design and production process of medical applications of AM and to develop an online platform for the documentation and planning of medical application of AM cases. The study was motivated by the fact that the medical applications of AM field is lacking a comprehensive classification standard and a process model which depicts the design and manufacturing process. A web platform would enable professionals to collaborate meaningfully on this complex and multidisciplinary subject. The online platform was developed by using Drupal content management system and PHP programming. The result was a dynamic web platform where users can view and document case studies using the designed matrix framework and communicate and collaborate with other professionals in the field.
