3D-tulostamisen turvallisuuden valvominen Arduinolla

Abstract

3D-tulostaminen tarjoaa monia mahdollisuuksia niin teollisuudessa kuin kotikäytössäkin, hyötyjen mukana tulee myös riskejä, joita ei aina tiedosteta tai huomioida tarpeeksi. Tulostaessa syntyvät korkeat lämpötilat ja haitalliset päästöt, ovat merkittävä huolenaihe ja riski erityisesti kokemattomien käyttäjien ja ei-ammattilaisympäristöjen kohdalla. Turvallisuuteen liittyvä valvonta jää usein taka-alalle esimerkiksi harrastajien tai pienyritysten käytössä, joissa asianmukaisten turvatoimien toteutus ei ole käytännöllistä tai kustannuksien vuoksi mahdollista. 3D-tulostaminen jatkaa nopeaa kasvuaan ja yleistymistään, se tulee saavuttamaan entistä enemmän uusia käyttäjiä. Tämän vuoksi turvallisuustekijöiden huomioiminen ja niitä tukevien valvontajärjestelmien kehittäminen on entistä tärkeämpää.

Tämän toiminnallisen opinnäytetyön tavoitteena oli kehittää kustannustehokas ja monipuolinen ratkaisu, joka valvoo 3D-tulostamisen riskitekijöitä reaaliaikaisesti ja siten parantaa tulostamisen turvallisuutta. Ratkaisun perustana hyödynnettiin Arduino-alustaa, joka toimi järjestelmän pohjana. Kehitetyn järjestelmän tavoitteena oli paitsi riskien tehokas monitorointi, myös helppo integroitavuus erilaisiin tulostinympäristöihin. Lisäksi sen tuli tarjota käyttäjälle selkeää ja helposti tulkittavaa tietoa mahdollisista vaaratekijöistä, jotta toimenpiteisiin voidaan ryhtyä ajoissa.

Työn toteutus alkoi riskien tunnistamisella ja analysoinnilla. Tämän pohjalta valittiin ne riskit, joihin suunniteltu järjestelmä voisi tehokkaimmin vastata. Projektin keskeisiä vaiheita olivat sopivien antureiden ja komponenttien valinta, niiden integrointi Arduino Uno -alustaan sekä järjestelmän ohjelmointi. Lisäksi laadittiin teoreettinen testaussuunnitelma sekä käyttö- ja ylläpito-ohjeet järjestelmän jatkokehitystä ja käytännön soveltamista varten.

Lopputuloksena syntyi toimiva suunnitelma Arduino-pohjaisesta valvontajärjestelmästä sekä sen toteutusohjeet. Suunniteltu ratkaisu on joustava, edullinen ja helposti muokattavissa eri käyttötarkoituksiin. Järjestelmää voidaan edelleen kehittää esimerkiksi lisäämällä etävalvontatoiminto tai relepohjainen automaattinen virrankatkaisu, joka reagoi havaitsemiinsa riskeihin itsenäisesti.