Väitös (konetekniikka): DI Heikki Saariluoma

Aika

20.8.2024 klo 12.00 - 16.00

DI Heikki Saariluoma esittää väitöskirjansa ”CONSTRUCTION FEATURES OF A BATTERY CELL CAN PROFITABLY SIMPLIFIED BY ADDITIVE MANUFACTURING ‘A NOVEL CASE STUDY OF LASER POWDER BED FUSION PRODUCED PRISMATIC BATTERY CELL LID’” julkisesti tarkastettavaksi Turun yliopistossa tiistaina 20.08.2024 klo 12.00 (Turun yliopisto, Natura, X-luentosali, Turku).

Vastaväittäjänä toimii tohtori Edward W. (Ted) Reutzel (Pennsylvania State University, Yhdysvallat) ja kustoksena professori Antti Salminen (Turun yliopisto). Tilaisuus on englanninkielinen. Väitöksen alana on konetekniikka.

***

Tiivistelmä väitöstutkimuksesta:

Sähköajoneuvot ovat yksi tapa hallita ilmaston lämpenemistä, joka on johtanut suureen litiumioniakkujen kysyntään. Väitöskirja esittelee Additive Manufacturing (AM) eli 3D-tulostuksen mahdollisuuksia ja etuja tehokkaiden akkujen valmistamiseksi. Erityisesti akkujen jäähdytyksellä ja lämmityksellä on suuri vaikutus ajoneuvojen akkujen suorituskykyyn. Menetelmä avaa täysin uusia mahdollisuuksia nestekanavien ja muiden akkurakenteiden ominaisuuksien suunnitteluun sekä valmistukseen. AM-menetelmiä on aiemmin pidetty pienten tuotantomäärien ja prototyyppien valmistusmenetelmänä. Tämä tutkimus keskittyy alumiiniosien, erityisesti ALSi10Mg-seoksesta valmistettujen osien, hyödyntämiseen akkujen massatuotannossa.

Väitöskirja osoittaa, että akkukennon perusosaan on mahdollista suunnitella jäähdytyskanavia, lämmönsiirtoa lisääviä ripoja ja tarvittava painesulaketurvatoiminto sekä poikkeuksellisesti integroida ne yhdeksi osaksi, joka voidaan liittää kennokokoonpanoon laserhitsaamalla. Metallin jauhepetimenetelmä eli Powder Bed Fusion – Laser Beam/Metal (PBF-LB/M) -osan hinta määräytyy vahvasti valmistuksessa käytetystä koneesta, jauhekustannuksista, tarvittavasta jälkityöstöstä ja asennusajasta. Konetoimittajien, simulaatio-ohjelmien ja laskelmien mukaan menetelmä on kannattava sadan tuhannen kappaleen vuosituotannossa. Tutkimus osoittaa, että PBF-LB/M tehostaa merkittävästi tuoteominaisuuksien integrointia tuottaen lisäarvoa ja menetelmä soveltuu kannattavaksi tuotantomenetelmäksi Li-ion-akkukennojen osille.

3D-tulostus on kestävä menetelmä massatuotantoon, jossa metallijauheesta voidaan muodostaa osia lasersulattamalla, käyttämällä vain osan tilavuuteen tarvittava metallijauhemäärä. Soveltamalla menetelmää sähköajoneuvojen massatuotettuihin akkukomponentteihin voidaan tuotantokustannuksia, kasvihuonekaasupäästöjä ja ilmaston lämpenemistä vähentää merkittävästi pitkällä aikavälillä.

Viestintä