Automatisoidun 3D-tulostustuotantolinjan suunnittelu ja toteutus
Korhonen, Aleksi (2025)
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2025051411531
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2025051411531
Tiivistelmä
Tässä opinnäytetyössä suunniteltiin ja toteutettiin automatisoitu 3D-tulostustuotantolinja, sekä tutkittiin sen kan-nattavuutta muovituotteiden tuotannossa. Työn tavoite oli hankkia ja automatisoida kuluttajatason 3D-tulostin siten, että tulostin tyhjentää itsenäisesti tulostetun kappaleen tulostuspediltä, jonka jälkeen se aloittaa seuraavan tulostustyön.
Työ toteutettiin hankkimalla Prusa MK4S 3D-tulostin ja Raspberry Pi 4. Raspberry Pi:lle asennettiin Octoprint 3D-tulostimen hallintaohjelma, ja se integroitiin 3D-tulostimeen. 3D-tulostinta modifioitiin rakentamalla tulostuspäähän työntövaste, jolla kappaleet työnnetään pediltä pois. Työntövasteeseen integroitiin mikrokytkin, jolla havaitaan, onko kappale irronnut tulosuspedistä. Pedin tyhjennystä varten luotiin python skripti, joka ohjaa tulostinta pedin tyhjennyksen aikana.
Tuloksena saatiin toimiva automatisoitu 3D-tulostustuotantolinja, jolla voitiin tehdä koetulostussarja. Koetulostuksesta saadun datan perusteella laskettiin tulostimen tuotantokapasiteetti ja -kustannukset, joiden avulla laskettiin toteutuneet säästöt vastaavan kappaleen eri tuotantomenetelmällä valmistukseen verrattuna.
Työn perusteella voidaan todeta, että automatisoitu 3D-tulostus on erittäin varteenotettava tuotantomenetelmä matalan volyymin muovituotteille. Automaatiolla saadaan maksimoitua 3D-tulostimen tuotantokapasiteetti, sekä vähennetään tuotantotyön tarvetta.
Työ toteutettiin hankkimalla Prusa MK4S 3D-tulostin ja Raspberry Pi 4. Raspberry Pi:lle asennettiin Octoprint 3D-tulostimen hallintaohjelma, ja se integroitiin 3D-tulostimeen. 3D-tulostinta modifioitiin rakentamalla tulostuspäähän työntövaste, jolla kappaleet työnnetään pediltä pois. Työntövasteeseen integroitiin mikrokytkin, jolla havaitaan, onko kappale irronnut tulosuspedistä. Pedin tyhjennystä varten luotiin python skripti, joka ohjaa tulostinta pedin tyhjennyksen aikana.
Tuloksena saatiin toimiva automatisoitu 3D-tulostustuotantolinja, jolla voitiin tehdä koetulostussarja. Koetulostuksesta saadun datan perusteella laskettiin tulostimen tuotantokapasiteetti ja -kustannukset, joiden avulla laskettiin toteutuneet säästöt vastaavan kappaleen eri tuotantomenetelmällä valmistukseen verrattuna.
Työn perusteella voidaan todeta, että automatisoitu 3D-tulostus on erittäin varteenotettava tuotantomenetelmä matalan volyymin muovituotteille. Automaatiolla saadaan maksimoitua 3D-tulostimen tuotantokapasiteetti, sekä vähennetään tuotantotyön tarvetta.