ROBOTTITULOSTUKSEN HYÖDYNTÄMINEN RAKENNUSALALLA
Sormunen, Sauli (2021)
Lataukset:
2021
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2021123090619
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2021123090619
Tiivistelmä
Opinnäytetyön tavoitteena oli tutkia robottitulostamisen mahdollisuuksia prototyyppien, betonivalumuottien sekä muiden rakennusteollisuuden tarpeisiin soveltuvien kappaleiden teossa. Robotiikan ja 3D-tulostuksen hyödyntäminen voisi tuoda rakennusteollisuudelle samanlaisia hyötyjä, mitä on saavutettu muussa valmista-vassa teollisuudessa. Näitä ovat mm. geometrinen vapaus, pienempi materiaalikulutus, sekä parempi toistet-tavuus. Lisäksi tavoitteena oli kehittää tulostusprosessin käytettävyyttä Savonian robottitulostussolussa.
Työ aloitettiin perehtymällä käytössä oleviin granulaatti muotoisiin materiaaleihin, joita olivat PP-lasikuitukomposiitti (pp 30 % gf), sekä UPM-Formi-puukuitukomposiitti (sisältää 20 % puukuitua). Opinnäyte-työssä käytetty robottitulostuslaitteisto muodostui KUKA KR 120 -teollisuusrobotista, granulaatin kuivauslait-teesta sekä CEAD robotextruder -tulostuspäästä. Näiden lisäksi robottisolulle valmistettiin tulostusalusta sekä erilaisia jäähdytysratkaisuja joilla tulosteista pyrittiin saamaan tasalaatuisempia.
Ensimmäisenä robottisoluun suunniteltiin tulostusalusta, sekä kohdennettu jäähdytys. Seuraavaksi vuorossa oli tulostettavien geometrioiden suunnittelu ja 3D-mallinnus. 3D-mallien valmistukseen, 3D-tulosteiden ajoratoi-hin, sekä hienosäätöön käytettiin seuraavia ohjelmia: Fusion 360, Slic3r, RoboDK ja Notepad++ -ohjelmia. Työhön kuului 3D-tulosteiden laadun sekä kiinnityksen tarkkailu ja ajon aikana tulosteiden optimointi. Myös tulostusprosessin kokonaisvaltaiseen optimointiin kiinnitettiin huomiota työn aikana.
Opinnäytetyöprojektin aikana valmistettiin useita testikappaleita molemmista materiaaleista, sekä prototyyp-pejä UPM-Formista kahteen projektiin liittyen. Ensimmäinen oli betonivalumuotin valmistus ja toinen oli modu-laarinen ulkokaluste biokomposiitista. Opinnäytetyön loppupuolella prosessinhallinta, parametrien tuntemus, sekä kohdennettu jäähdytys mahdollistivat hyvätasoisten tulosteiden valmistamisen.
Työ aloitettiin perehtymällä käytössä oleviin granulaatti muotoisiin materiaaleihin, joita olivat PP-lasikuitukomposiitti (pp 30 % gf), sekä UPM-Formi-puukuitukomposiitti (sisältää 20 % puukuitua). Opinnäyte-työssä käytetty robottitulostuslaitteisto muodostui KUKA KR 120 -teollisuusrobotista, granulaatin kuivauslait-teesta sekä CEAD robotextruder -tulostuspäästä. Näiden lisäksi robottisolulle valmistettiin tulostusalusta sekä erilaisia jäähdytysratkaisuja joilla tulosteista pyrittiin saamaan tasalaatuisempia.
Ensimmäisenä robottisoluun suunniteltiin tulostusalusta, sekä kohdennettu jäähdytys. Seuraavaksi vuorossa oli tulostettavien geometrioiden suunnittelu ja 3D-mallinnus. 3D-mallien valmistukseen, 3D-tulosteiden ajoratoi-hin, sekä hienosäätöön käytettiin seuraavia ohjelmia: Fusion 360, Slic3r, RoboDK ja Notepad++ -ohjelmia. Työhön kuului 3D-tulosteiden laadun sekä kiinnityksen tarkkailu ja ajon aikana tulosteiden optimointi. Myös tulostusprosessin kokonaisvaltaiseen optimointiin kiinnitettiin huomiota työn aikana.
Opinnäytetyöprojektin aikana valmistettiin useita testikappaleita molemmista materiaaleista, sekä prototyyp-pejä UPM-Formista kahteen projektiin liittyen. Ensimmäinen oli betonivalumuotin valmistus ja toinen oli modu-laarinen ulkokaluste biokomposiitista. Opinnäytetyön loppupuolella prosessinhallinta, parametrien tuntemus, sekä kohdennettu jäähdytys mahdollistivat hyvätasoisten tulosteiden valmistamisen.