Metal finishing selection in industrial applications
No Thumbnail Available
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Kemian tekniikan korkeakoulu |
Master's thesis
Authors
Date
2019-10-22
Department
Major/Subject
Functional Materials
Mcode
CHEM3025
Degree programme
Master's Programme in Chemical, Biochemical and Materials Engineering
Language
en
Pages
64
Series
Abstract
Technical and aesthetic aspects are more and more important in product manufacturing in the developed countries as high-volume production has moved into countries with cheaper labour. Many products manufactured in Finland and the European Union are technically more advanced and requirements for technical properties on materials are high. Legislation and company values increase the pressure to find well-performing and environmentally friendly finishings. Process for material and finishing selection were reviewed and current legislation affecting these processes is considered. Computer-aided tools and databased are reviewed to understand the feasibility of using them to find best options from a wide selection of various processes. Surface finishings are categorised in surface preparation processes, organic finishings and inorganic finishings for use with example cases. The example cases used in this thesis were chosen based on discussions with the industry and present known issues that companies are facing. The problems have been generalized to be as universally applicable as possible. All the cases metallic base material and certain technical requirement for the finishings. The requirements were black colour (case A), hardness (case B), contact resistance (case C), and corrosion resistance (case D). Finishing options are reviewed and compared to get an understanding of the usability of each option. The selection of materials is an active topic due to material development and the introduction of new manufacturing methods such as additive manufacturing. Promising databases and tools exist to help with finishing selection, but they still seem to require a wide knowledge on materials and surface treatments from the person using these computer-aided tools. In addition, the expanding variety of proprietary coatings makes the selection even more difficult as only limited technical details are generally available.Tekniset ja esteettiset vaatimukset ovat aiempaa tärkeämpiä tuotteiden valmistuksessa kehittyneissä maissa bulkkituotannon siirtyessä edullisemman työvoiman maihin. Useat Suomessa ja Euroopan Unionissa valmistetut tuotteet ovat teknisesti kehittyneitä ja vaativat erityisiä ominaisuuksia materiaaleilta. Lisäksi lainsäädäntö ja yritysten arvot lisäävät myös tarvetta löytää suorityskykysiä ja ympäristöystävällisiä pinnoitteita. Materiaalin ja pintakäsittelyn valintaprosessia tutkittiin ja nykyisen lainsäädännön vaikutusta materiaalivalintoihin tarkasteltiin. Tietokoneavusteisiin työkaluihin ja tietokantoihin tutustuttiin, jotta saatiin arvioitua niiden käyttökelpoisuudesta soveltuvimpien pintakäsittelyiden valinnassa. Pintakäsittelyt luokiteltiin esikäsittelyihin, orgaanisiin ja epäorgaanisiin luokkiin myöhemmin käytettäväksi. Esimerkkitapaukset valittiin yritysten kanssa keskustelujen perusteella edustamaan yritysten kohtaamia haasteita. Tilanteet yleistettiin, jotta ne kuvaisivat haasteita mahdollisimman yleispätevästi. Kaikissa esimerkeissä pohjamateriaali oli metallinen ja pintakäsittelylle on määritelty yksi tai useampi tekninen vaatimus. Vaatimukset olivat musta väri (case A), kovuus (case B), ylimenovastus (case C) ja korroosionsuojakyky (case D). Pintakäsittelyvaihtoehtoja arvioitiin ja vertailtiin niiden käyttökelpoisuuden selvittämiseksi. Materiaalivalinta on aktiivinen aihe materiaalien ja uusien valmistusmenetelmien, kuten lisäävien valmistusmenetelmien, kehittyessä. Pintakäsittelyvalintaa löydettiin lupaavia tietokantoja ja työkaluja, mutta niiden käyttäminen vaatii toistaiseksi edelleen laajaa ymmärrystä materiaaleista ja pintakäsittelyistä ohjelmien käyttäjältä. Uusien kaupallisten ja patentoitujen prosessien laajava valikoima ja rajoitetusti saatavissa olevat tekniset tiedot vaikeuttavat käsittelyjen sujuvaa valintaa.Description
Supervisor
Franssila, SamiThesis advisor
Kapanen, JaakkoKeywords
finishing, surface treatment, plating, coating, metal, mechanical