3D Printing with a Cobot Arm

Abstract

The aim of this thesis was to create a proof of concept system for 3D printing with a robot. Robotic 3D printing is a new branch of additive manufacturing that is just becoming commercially viable. The benefits of robotic 3D printing are larger print sizes and extra degrees of freedom. The software used for creating the 3D printing program was RoboDK and the robot used was Universal Robots UR5. A printing head was built out of off-the-shelf components and a control system was devised for it. Several test objects were successfully printed, which demonstrated the viability of the technology. Further research could focus on developing a dedicated control system for the printing extruder and sending the movement commands to the robot directly from the computer. The main part of the thesis is a step-by-step walkthrough of the performed experiment. This is so that results can be reproduced and ultimately upgraded.

Tämän opinnäytetyön tavoite on tarkastella robotin käyttöä 3D-tulostamisessa käytännön kokeilun kautta ja arvioida sen toteuttamiskelpoisuutta. 3D-tulostus robotin avulla on uusi suuntaus materiaalia lisäävän valmistuksen saralla ja myös sen kaupallinen käyttö yleistyy. Sen etuihin lukeutuvat muun muassa mahdollisuus tulostaa suurempia esineitä sekä useammat vapausasteet tulostimen liikkeille. Tulostuksessä käytettiin Universal Robotsin UR5-robottia ja 3D-tulostamiseen käytetty ohjelma luotiin RodoDK-ohjelmiston avulla. Tulostuspää koottiin hyllytavarasta ja sille kehitettiin ohjausjärjestelmä. Tällä kokoonpanolla onnistuttiin tulostamaan monta koekappaletta, mikä todistaa tutkitun konseptin toimivuuden. Erityisesti tulostuspään ohjausjärjestelmän sekä robottia ohjaavan ohjelmiston olisi jatkokehitys toisivat parannuksia nyt kehitettyyn kokoonpanoon. Tämä opinnäytetyö keskittyy kuvaamaan tulostuskokoonpanon rakentamisen ja käytön vaiheittain, jotta se olisi toistettavissa sekä edelleen kehitettävissä