{"id":1165,"date":"2021-11-16T13:29:17","date_gmt":"2021-11-16T10:29:17","guid":{"rendered":"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/?p=1165"},"modified":"2021-12-21T11:31:42","modified_gmt":"2021-12-21T08:31:42","slug":"3d-tulostusta-robotilla","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/2021\/11\/16\/3d-tulostusta-robotilla\/","title":{"rendered":"3D-tulostusta robotilla"},"content":{"rendered":"\n<p>Pienet p\u00f6yt\u00e4kokoiset 3D-tulostimet ovat nykyisin tuttu n\u00e4ky niin teollisuudessa kuin kuluttajienkin keskuudessa ja lis\u00e4\u00e4v\u00e4n valmistuksen yleistymisen my\u00f6t\u00e4 kiinnostus on her\u00e4nnyt my\u00f6s suuremman kokoluokan tulosteisiin. Muutama vuosi sitten kerroimme blogikirjoituksessa, ett\u00e4 my\u00f6s suurempien 3D-tulostinlaitteiden kysynt\u00e4 ja tarjonta on kasvanut. Koronavuoden my\u00f6t\u00e4 kehityksess\u00e4 tapahtui pient\u00e4 hidastusta, muiden teollisuudenalojen tapaan, mutta kehityssuunta ei kuitenkaan ole muuttunut. Aiempi kirjoitus l\u00f6ytyy osoitteesta: <a href=\"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/2019\/12\/13\/formnext-2019-suuret-muovitulostimet\/\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/2019\/12\/13\/formnext-2019-suuret-muovitulostimet\/<\/a> <\/p>\n\n\n\n<p><strong>Mik\u00e4 sitten on t\u00e4ll\u00e4 hetkell\u00e4 maailman suurin 3D-tuloste? <\/strong>Suurimman 3D-tulostetun kappaleen m\u00e4\u00e4ritys on hankalaa, sill\u00e4 monet 3D-tulostetut rakenteet ja kappaleet muodostuvat useista erillisist\u00e4 3D-tulostetuista osista. Esimerkiksi rakennusteollisuuden puolella 3D-tulostetut sillat ja talot muodostuvat moduuleista, jotka valmistetaan yksi kerrallaan tehtaalla ja liitet\u00e4\u00e4n lopuksi toisiinsa. Guinnesin enn\u00e4tysten kirjassa tilavuudeltaan suurimmaksi tulosteeksi on katsottu vuonna 2019 3D-tulostettu rakennus <a href=\"https:\/\/www.guinnessworldrecords.com\/world-records\/397929-largest-3d-printed-structure\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">&lt;l\u00e4hde1&gt;<\/a><a href=\"https:\/\/www.apis-cor.com\/dubai-project\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">&lt;l\u00e4hde2&gt;<\/a>.<\/p>\n\n\n\n<p>T\u00e4m\u00e4n hetken suurin tuloste muovi- ja muovikomposiittien puolella lienee vuonna 2019 valmistettu, 7.72 metri\u00e4 pitk\u00e4 vene <a rel=\"noreferrer noopener\" href=\"https:\/\/composites.umaine.edu\/3dirigo-the-worlds-largest-3d-printed-boat\/\" target=\"_blank\">&lt;l\u00e4hde&gt;<\/a>. Metallien tulostuksessa suurimpia yhten\u00e4isi\u00e4 kappaleita ovat olleet 3D-tulostetut laivojen potkurit (esim. <a rel=\"noreferrer noopener\" href=\"https:\/\/www.youtube.com\/watch?v=9S6t4FNkANY\" target=\"_blank\">https:\/\/www.youtube.com\/watch?v=9S6t4FNkANY<\/a>), joskin jo vuonna 2016 Cranfieldin yliopistossa tulostettiin 6 metri\u00e4 pitk\u00e4 alumiinivarsi lankasy\u00f6tt\u00f6isell\u00e4 suorakerrostuksella <a rel=\"noreferrer noopener\" href=\"https:\/\/www.cranfield.ac.uk\/press\/news-2016\/is-this-the-largest-metal--3d-part-ever-made\" target=\"_blank\">&lt;l\u00e4hde&gt;<\/a>.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-large\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"1024\" height=\"250\" src=\"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2021\/11\/2021-11-cead-kuva-1-1-1024x250.jpg\" alt=\"\" class=\"wp-image-1167\" srcset=\"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2021\/11\/2021-11-cead-kuva-1-1-1024x250.jpg 1024w, https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2021\/11\/2021-11-cead-kuva-1-1-300x73.jpg 300w, https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2021\/11\/2021-11-cead-kuva-1-1-768x188.jpg 768w, https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2021\/11\/2021-11-cead-kuva-1-1.jpg 1412w\" sizes=\"auto, (max-width: 1024px) 100vw, 1024px\" \/><figcaption>Kuva 1. Guinnesin enn\u00e4tysten mukaan suurin 3D-tulostettu rakennus on Apis Corin tulostama rakennus Dubaihin 2019 <a rel=\"noreferrer noopener\" href=\"https:\/\/www.apis-cor.com\/news?pgid=kqpv9ie0-4af4d2d6-d34b-4a89-b674-e911edeaf2fc\" data-type=\"URL\" data-id=\"https:\/\/www.apis-cor.com\/news?pgid=kqpv9ie0-4af4d2d6-d34b-4a89-b674-e911edeaf2fc\" target=\"_blank\">&lt;l\u00e4hde&gt;<\/a>, suurin yhten\u00e4inen tuloste on puolestaan Mainen Yliopiston tulostama vene <a rel=\"noreferrer noopener\" href=\"https:\/\/www.guinnessworldrecords.com\/world-records\/406775-largest-3d-printed-boat\" data-type=\"URL\" data-id=\"https:\/\/www.guinnessworldrecords.com\/world-records\/406775-largest-3d-printed-boat\" target=\"_blank\">&lt;l\u00e4hde&gt;<\/a>. Metallitulosteissa yksi suurimmista on veneen potkuri <a href=\"https:\/\/www.youtube.com\/watch?v=9S6t4FNkANY\" data-type=\"URL\" data-id=\"https:\/\/www.youtube.com\/watch?v=9S6t4FNkANY\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">&lt;l\u00e4hde&gt;<\/a>.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<p>Edell\u00e4 mainittuja suuren kokoluokan tulosteita yhdist\u00e4\u00e4 se, ett\u00e4 niiden valmistuksessa on hy\u00f6dynnetty robotiikkaa. Robottien hy\u00f6dynt\u00e4minen teollisuudessa on ollut arkip\u00e4iv\u00e4\u00e4 jo vuosikymmeni\u00e4, joten ei ole yll\u00e4tys, ett\u00e4 yleisin ja yksinkertaisin vaihtoehto robotiikan hy\u00f6dynt\u00e4miselle 3D-tulostuksessa on tulostusp\u00e4\u00e4n k\u00e4ytt\u00e4minen k\u00e4sivarsirobotissa. Vaihtoehtoja erilaisille ratkaisuille on runsaasti ja ne asettavat tulostusmateriaalista riippuen erilaisia vaatimuksia robotille ja tulostusymp\u00e4rist\u00f6lle.<\/p>\n\n\n\n<p>Savonialle hankittiin 3D-tulostuksen investointi- ja kehityshankkeen yhteydess\u00e4 robottitulostuslaitteita muoville, metallille ja betonille. T\u00e4ss\u00e4 blogikirjoituksessa kerrotaan muovin\/muovikomposiittien tulostusratkaisu joka k\u00e4ytt\u00f6\u00f6notettiin vuoden 2021 aikana.<\/p>\n\n\n\n<p>CEAD on suhteellisen tunnettu hollantilainen laitevalmistaja joka valmistaa erillisi\u00e4 tulostusp\u00e4it\u00e4 tuotenimell\u00e4 cead robotextruder (<a href=\"https:\/\/robotextruder.com\/\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">https:\/\/robotextruder.com\/<\/a>). Investointihankkeen kilpailutuksessa CEADin tuote p\u00e4\u00e4tyi valituksi paitsi ominaisuuksiensa vuoksi, my\u00f6s v\u00e4h\u00e4isen kilpailun vuoksi. Monet suuren kokoluokan tulostusp\u00e4\u00e4n valmistajat tarjoavat vain kokonaisia soluja joiden hinta on v\u00e4hint\u00e4\u00e4n satoja tuhansia euroja. Kilpailutus tapahtui vuoden 2019 lopussa, jolloin tarjolla ei ollut montaakaan soveltuvaa vaihtoehtoa. Teknisiksi vaatimuksiksi m\u00e4\u00e4ritettiin mm. seuraavat ominaisuudet:<\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\"><li>k\u00e4sivarsirobotilla k\u00e4ytett\u00e4v\u00e4 tulostusp\u00e4\u00e4 joka k\u00e4ytt\u00e4\u00e4 raaka-aineena granulaattia<\/li><li>tulostusnopeus (maksiminopeus v\u00e4hint\u00e4\u00e4n 8 kg\/h)<\/li><li>eri kokoisten (2-12 mm) suuttimien k\u00e4ytt\u00f6mahdollisuus<\/li><li>tulostusp\u00e4\u00e4n painorajoitus (alle 50 kg)<\/li><li>materiaalin kuivausyksikk\u00f6 tulee olla kytkett\u00e4viss\u00e4 sy\u00f6tt\u00f6j\u00e4rjestelm\u00e4\u00e4n.<\/li><\/ul>\n\n\n\n<p>Hankinnassa ei m\u00e4\u00e4ritetty mukaan robottia, sill\u00e4 tarkoituksena oli hy\u00f6dynt\u00e4\u00e4 olemassaolevaa robottisolua. Robotin osalta p\u00e4\u00e4dyttiin loppujen lopuksi KUKAn robottisoluun (KUKA KR-120 2700) sill\u00e4 tilank\u00e4yt\u00f6n minimoimiseksi p\u00e4\u00e4dyttiin k\u00e4ytt\u00e4m\u00e4\u00e4n samaa robottia betonin 3D-tulostusratkaisun kanssa. Betonin tulostusratkaisussa suosituksena oli KUKAn robotti, kun taas CEADin tulostusp\u00e4\u00e4n osalta robotilla ei ollut suurempaa merkityst\u00e4 kunhan robotist\u00e4 l\u00f6ytyy sopivat analogia\/digitaalisignaalit tulostusp\u00e4\u00e4n ohjaukseen.<\/p>\n\n\n\n<p>CEADin toimituksessa oli mukana tulostusp\u00e4\u00e4, materiaalin sy\u00f6tt\u00f6yksikk\u00f6 sek\u00e4 erillinen kuivausyksikk\u00f6, joka on kytkett\u00e4viss\u00e4 materiaalin sy\u00f6tt\u00f6yksikk\u00f6\u00f6n. Materiaalin kuivaus on t\u00e4rke\u00e4 ominaisuus, sill\u00e4 granulaattina oleva materiaali imee helposti kosteutta ilmasta. T\u00e4m\u00e4 on havaittavissa varsinkin puukuitukomposiiteilla. Solun k\u00e4ytt\u00f6\u00f6notto viiv\u00e4styi melkein vuodella koronakriisist\u00e4 johtuen. K\u00e4ytt\u00f6\u00f6notto tapahtui vuoden 2020 lopussa mutta varsinaisesti tulostamaan p\u00e4\u00e4stiin vuoden 2021 alkupuolella.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-large\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"1024\" height=\"356\" src=\"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2021\/11\/2021-11-cead-kuva-2-1024x356.jpg\" alt=\"\" class=\"wp-image-1168\" srcset=\"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2021\/11\/2021-11-cead-kuva-2-1024x356.jpg 1024w, https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2021\/11\/2021-11-cead-kuva-2-300x104.jpg 300w, https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2021\/11\/2021-11-cead-kuva-2-768x267.jpg 768w, https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2021\/11\/2021-11-cead-kuva-2-230x80.jpg 230w, https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2021\/11\/2021-11-cead-kuva-2.jpg 1508w\" sizes=\"auto, (max-width: 1024px) 100vw, 1024px\" \/><figcaption>Kuva 2. Muovin robottitulostuksessa k\u00e4ytett\u00e4v\u00e4t laitteet: robotti, tulostusp\u00e4\u00e4, kuivain ja materiaalin sy\u00f6tt\u00f6yksikk\u00f6.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<p><strong>Robottitulostuksen toimintaprosessi<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>Robottitulostus eroaa perustason 3D-tulostuksesta l\u00e4hinn\u00e4 robotin ja ymp\u00e4rist\u00f6n hallintaan liittyvien asioiden osalta. Prosessissa on paljon samoja haasteita kuin kappaleiden tulostuksessa muillakin menetelmill\u00e4, mutta kappaleen kokoluokan kasvaessa my\u00f6s haasteet muuttuvat hankalammiksi. Mekaaniselta toiminnaltaan tulostusp\u00e4\u00e4 on yksinkertainen \u2013 granulaattimuotoinen materiaali sy\u00f6tet\u00e4\u00e4n l\u00e4mmitett\u00e4v\u00e4\u00e4n ruuviin, joka sulattaa ja ty\u00f6nt\u00e4\u00e4 sulan massan tulostusp\u00e4\u00e4st\u00e4 ulos.<\/p>\n\n\n\n<p>Tulostusprosessissa k\u00e4ytett\u00e4v\u00e4 materiaalim\u00e4\u00e4r\u00e4 on p\u00f6yt\u00e4tulostimiin verrattuna suurempi, joten tulostettavan kappaleen l\u00e4mp\u00f6tilanhallinta on haastavampaa. Vaikka ceadin tulostusp\u00e4\u00e4ll\u00e4 pystyy valmistajan mukaan tulostamaan jopa 12 kg tunnissa, perusmateriaaleilla l\u00e4mp\u00f6tilanhallintaan johtuvista syist\u00e4 k\u00e4yt\u00e4nn\u00f6n tulostusnopeus rajoittuu muutamaan kiloon tunnissa. Suuremmasta materiaalinsy\u00f6t\u00f6st\u00e4 kun ei ole hy\u00f6ty\u00e4, mik\u00e4li tulostettu rakenne ei pysy kasassa ja\/tai sen laatu on k\u00e4ytt\u00f6tarkoitukseen sopimatonta.<\/p>\n\n\n\n<p>Hankintaa tehdess\u00e4 laitevalmistajalla ei ollut viel\u00e4 tarjolla erillist\u00e4 tulostusalustaa. T\u00e4m\u00e4 aiheuttaa joillakin materiaaleilla ja joissakin ty\u00f6ymp\u00e4rist\u00f6iss\u00e4 (esim. halli) haasteita, kun tulostusmateriaali j\u00e4\u00e4htyess\u00e4\u00e4n ei pysy alustassa kiinni. Alkuvaiheessa ensimm\u00e4isen kerroksen palko niitattiin lavan p\u00e4\u00e4ll\u00e4 olevaan vanerilevyihin kiinni, mutta testien yhteydess\u00e4 p\u00e4\u00e4dyttiin rakentamaan erillinen tulostusalusta jonka rakenne mahdollistaa hieman paremman tarttumisen. Tulostusalustassa olisi hyv\u00e4 olla l\u00e4mmitys\/j\u00e4\u00e4hdytysominaisuuksia joten jatkosuunnitelmissa on rakentaa tulostusalustasta parempi versio tai mahdollisesti hankkia sellainen valmiina.<br><br>K\u00e4yt\u00e4nn\u00f6ss\u00e4 prosessi toimii siten, ett\u00e4 haluttu 3D-tulostettava geometria avataan RoboDK \u2013ohjelmassa, jota Savonialla k\u00e4ytet\u00e4\u00e4n tulostusratojen luomiseen. RoboDK (<a href=\"https:\/\/robodk.com\/\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">https:\/\/robodk.com\/<\/a>) on yleistason robottisimulointiohjelma joka mahdollistaa robottien et\u00e4ohjelmoinnin moniin eri k\u00e4ytt\u00f6tarkoituksiin ja ohjelmaan l\u00f6ytyy my\u00f6s 3D-tulostukseen tarkoitetut moduulit.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-large\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"1024\" height=\"135\" src=\"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2021\/11\/2021-11-cead-kuva-3-1024x135.jpg\" alt=\"\" class=\"wp-image-1169\" srcset=\"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2021\/11\/2021-11-cead-kuva-3-1024x135.jpg 1024w, https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2021\/11\/2021-11-cead-kuva-3-300x39.jpg 300w, https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2021\/11\/2021-11-cead-kuva-3-768x101.jpg 768w, https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2021\/11\/2021-11-cead-kuva-3.jpg 1360w\" sizes=\"auto, (max-width: 1024px) 100vw, 1024px\" \/><figcaption>Kuva 3. Yleiskuvaus Savonian robottisolun 3D-tulostusprosessista<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<p>Kappale sijoitetaan virtuaalisolussa haluttuun asentoon ja orientaatioon, tosin suosituksena on, ett\u00e4 3D-malli olisi jo valmiiksi tallennettu oikeaan tulostusorientaatioon jolloin asetuksia joutuu s\u00e4\u00e4t\u00e4m\u00e4\u00e4n robodk:n puolella v\u00e4hemm\u00e4n. <\/p>\n\n\n\n<p>Siivutukseen ohjelma k\u00e4ytt\u00e4\u00e4 perustulostimistakin tuttua avoimen l\u00e4hdekoodin Slic3r \u2013ohjelmaa, jossa m\u00e4\u00e4ritet\u00e4\u00e4n siivutukseen liittyv\u00e4t tulostusparametrit. RoboDK k\u00e4\u00e4nt\u00e4\u00e4 Slic3rin tuottaman G-koodin robodk:n instructions \u2013riveiksi, jotka puolestaan tallennetaan postprosessorin kautta robotin ymm\u00e4rt\u00e4m\u00e4\u00e4n muotoon. Tallennetut tiedostot voidaan siirt\u00e4\u00e4 joko verkon l\u00e4pi tai usbitikulla robotille.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-large is-resized\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2021\/11\/2021-11-cead-kuva-4-1024x356.jpg\" alt=\"\" class=\"wp-image-1170\" width=\"840\" height=\"292\" srcset=\"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2021\/11\/2021-11-cead-kuva-4-1024x356.jpg 1024w, https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2021\/11\/2021-11-cead-kuva-4-300x104.jpg 300w, https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2021\/11\/2021-11-cead-kuva-4-768x267.jpg 768w, https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2021\/11\/2021-11-cead-kuva-4-230x80.jpg 230w, https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2021\/11\/2021-11-cead-kuva-4.jpg 1508w\" sizes=\"auto, (max-width: 840px) 100vw, 840px\" \/><figcaption>Kuva 4. Robodk:ssa m\u00e4\u00e4ritet\u00e4\u00e4n kappaleen asento ja orientaatio. Lis\u00e4ksi ohjelmassa voidaan simuloida suoritettava ohjelma ennen robotille siirt\u00e4mist\u00e4.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-columns is-layout-flex wp-container-core-columns-is-layout-9d6595d7 wp-block-columns-is-layout-flex\">\n<div class=\"wp-block-column is-vertically-aligned-top is-layout-flow wp-block-column-is-layout-flow\">\n<p><strong>Mik\u00e4 on Slicer?<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>Slicer, eli siivuttaja, on ohjelma joka nimens\u00e4 mukaisesti siivuttaa 3D-tulostettavan kappaleen 3D-mallin kerrosmuotoon. Kerrosten m\u00e4\u00e4r\u00e4 ja muut niihin liittyv\u00e4t asetukset voidaan m\u00e4\u00e4ritell\u00e4 Slicerin asetuksissa. Monet kaupalliset 3D-tulostusohjelmat k\u00e4yt\u00e4v\u00e4t pohjalla avoimeen l\u00e4hdekoodiin perustuvia siivuttajia kuten Slic3r. <\/p>\n<\/div>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-column is-layout-flow wp-block-column-is-layout-flow\">\n<p><strong>Mik\u00e4 on G-koodi?<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>G-koodi on tulostettavan kappaleen liikerata ja komentok\u00e4skyt konekielisess\u00e4 muodossa. Lineaariratoihin perustuvat 3D-tulostimet (esimerkiksi kuluttajille myyt\u00e4v\u00e4t p\u00f6yt\u00e4tulostimet) lukevat slicerin tuottamaa G-koodia suoraan mutta k\u00e4sivarsiroboteilla liikeradan m\u00e4\u00e4ritt\u00e4minen on monimutkaisempaa. Robotti tarvitsee G-koodin paikkatiedon lis\u00e4ksi liikek\u00e4skyihin tiedon ty\u00f6kalun asennosta (orientaatiosta) sek\u00e4 nivelten asennosta (konfiguraatio). G-koodin k\u00e4\u00e4nt\u00e4minen robotin ymm\u00e4rt\u00e4m\u00e4\u00e4n muotoon tapahtuu postprosessorin avulla.<\/p>\n<\/div>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-column is-layout-flow wp-block-column-is-layout-flow\">\n<p><strong>Mik\u00e4 on Postprosessori?<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>Postprosessori (PostScript) on ohjelma, robodk:n tapauksessa python-scripti, joka lukee slicerin tekem\u00e4n ohjelman ja k\u00e4\u00e4nt\u00e4\u00e4 sen KUKA-robotin ymm\u00e4rt\u00e4m\u00e4\u00e4n muotoon. Samalla siin\u00e4 voidana k\u00e4sitell\u00e4 koodi paremmin luettavaksi silt\u00e4 varalta ett\u00e4 tulostusajossa tulee haasteita\/ongelmakohtia, joita pit\u00e4\u00e4 j\u00e4lkik\u00e4teen selvitell\u00e4. Yleisesti ottaen hy\u00f6dyllisi\u00e4 tietoja ovat mm. tieto siit\u00e4 mill\u00e4 kerroksella (layer) liikutaan, kerroksen pituus, liikenopeuden tai materiaalisy\u00f6t\u00f6n muuttaminen, jne. Mik\u00e4li tulostuksessa havaitaan h\u00e4iri\u00f6it\u00e4, voidaan n\u00e4iden tietojen perusteella p\u00e4\u00e4st\u00e4 k\u00e4siksi ongelmien juurisyihin nopeammin.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-large\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"1024\" height=\"356\" src=\"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2021\/11\/2021-11-cead-kuva-5-1024x356.jpg\" alt=\"\" class=\"wp-image-1171\" srcset=\"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2021\/11\/2021-11-cead-kuva-5-1024x356.jpg 1024w, https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2021\/11\/2021-11-cead-kuva-5-300x104.jpg 300w, https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2021\/11\/2021-11-cead-kuva-5-768x267.jpg 768w, https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2021\/11\/2021-11-cead-kuva-5-230x80.jpg 230w, https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2021\/11\/2021-11-cead-kuva-5.jpg 1508w\" sizes=\"auto, (max-width: 1024px) 100vw, 1024px\" \/><figcaption>Kuva 5. Slic3rista l\u00f6ytyy hyvin tutunn\u00e4k\u00f6iset valikot ja asetukset. Slicerilla voi my\u00f6s esikatsella parametrien vaikutusta ennen tiedon palauttamista robodk:n puolelle.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<p>Perinteisiin pursotustulostimiin verrattuna robottitulostuksessa on enemm\u00e4n liikkuvia osia ja sit\u00e4 kautta enemm\u00e4n haasteita. Valmistajan tarjoamat perusmateriaalit, esimerkiksi PP30%GF (polypropeeni, 30% lasikuitua) toimivat melko hyvin ja materiaalivalikoima kasvaa jatkuvasti. Erilaiset kuituvahvisteiset materiaalit ovat robottitulostuksessa yleisi\u00e4, sill\u00e4 kuitujen avulla materiaaliominaisuuksia on saatu parannettua.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-large\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"1024\" height=\"356\" src=\"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2021\/11\/2021-11-cead-kuva-6-1024x356.jpg\" alt=\"\" class=\"wp-image-1172\" srcset=\"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2021\/11\/2021-11-cead-kuva-6-1024x356.jpg 1024w, https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2021\/11\/2021-11-cead-kuva-6-300x104.jpg 300w, https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2021\/11\/2021-11-cead-kuva-6-768x267.jpg 768w, https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2021\/11\/2021-11-cead-kuva-6-230x80.jpg 230w, https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2021\/11\/2021-11-cead-kuva-6.jpg 1508w\" sizes=\"auto, (max-width: 1024px) 100vw, 1024px\" \/><figcaption>Kuva 6: Materiaalia vaihtaessa kannattaa tulostusparametrit testata ensin jollain yksinkertaisemmalla muodolla ennen monimutkaisempien kappaleiden tulostusta. Testikuutiolla tai vastaavalla geometrialla on helpompi tarkastaa ja s\u00e4\u00e4t\u00e4\u00e4 materiaalin sy\u00f6tt\u00f6nopeuteen liittyv\u00e4t asiat kohdalleen.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<p>Savonian hankkimassa j\u00e4rjestelm\u00e4ss\u00e4 tulostusprosessin parametrien s\u00e4\u00e4t\u00e4minen kohdalleen on viel\u00e4 ty\u00f6l\u00e4st\u00e4. Valmistajalla ei viel\u00e4 hankinnan alkuvaiheessa ollut tarjolla valmista \u201cavaimet k\u00e4teen\u201d tyyppist\u00e4 ratkaisua josta syyst\u00e4 Savonialla p\u00e4\u00e4dyttiin robodk-ohjelmiston k\u00e4ytt\u00f6\u00f6n. Robodk on monipuolinen ohjelma jonka viritt\u00e4minen tuotantokuntoon vaatii runsaasti s\u00e4\u00e4t\u00e4mist\u00e4, sill\u00e4 valmista tulostukseen soveltuvaa postprosessoria ei ollut saatavilla eik\u00e4 esimerkiksi tulostusp\u00e4\u00e4n l\u00e4mp\u00f6tilans\u00e4\u00e4t\u00f6j\u00e4 saa linkitetty\u00e4 ohjelmakoodiin.<\/p>\n\n\n\n<p>Lis\u00e4ksi ceadin tulostusp\u00e4\u00e4st\u00e4 puuttuu muutaman olennaisen t\u00e4rke\u00e4 asia: j\u00e4\u00e4hdytys ja tiivistys. Tulostettavan kappaleen j\u00e4\u00e4hdytys mahdollistaa tulostusprosessin paremman hallinnan ja tulostusnopeuden nostamisen. <strong>J\u00e4\u00e4hdytyksen osalta<\/strong> Savonialla on kokeiltu erilaisia ratkaisuja paineilmaj\u00e4\u00e4hdytyksest\u00e4 puhaltimiin, mutta paras ratkaisu on viel\u00e4 l\u00f6ytym\u00e4tt\u00e4. Paras ratkaisu voisi olla n\u00e4iden yhdistelm\u00e4 \u2013 paineilmaj\u00e4\u00e4hdytys suoraan tulostusp\u00e4\u00e4n j\u00e4lkeen ja puhallusj\u00e4\u00e4hdytys suurempien kappaleiden j\u00e4\u00e4hdytt\u00e4miseen isommalta alueellta.<\/p>\n\n\n\n<p><strong>Tiivistyksell\u00e4<\/strong> puolestaan tarkoitetaan tulostetun materiaalin tiivist\u00e4mist\u00e4 alempiin kerroksiin. Tiivistyksen tarpeeseen on kaksi syyt\u00e4: materiaalim\u00e4\u00e4r\u00e4 ja takaisinvedon puuttuminen. Suurempaa materiaalim\u00e4\u00e4r\u00e4\u00e4 pursottaessa materiaali ei v\u00e4ltt\u00e4m\u00e4tt\u00e4 tartu automaattisesti alempaan kerrokseen hyvin vaan pursuaa ja pullistuu tulostusp\u00e4\u00e4n ymp\u00e4rill\u00e4. Seuraavaa kerrosta tulostaessa tulostusp\u00e4\u00e4n suutin kulkee hieman alemman kerroksen tulostusmateriaalin sis\u00e4ll\u00e4. Takaisinvetoa tarvittaisiin silloin, kun tulostusp\u00e4\u00e4 siirtyy eri kohtaan siten, ett\u00e4 siirtym\u00e4n aikana materiaalia ei pit\u00e4isi pursottaa. Koska ruuvisy\u00f6tt\u00f6isess\u00e4 j\u00e4rjestelm\u00e4ss\u00e4 ei ole takaisinvetoa, p\u00e4\u00e4see tulostussuuttimesta valumaan materiaalia my\u00f6s silloin, kun tulostus on katkaistu. Valuva materiaali pursuaa suuttimen ymp\u00e4rille aiheuttaen tulostusj\u00e4\u00e4mi\u00e4, jotka pahimmassa tapauksessa kertyv\u00e4t ja sotkevat tulostettavan rakenteen.&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-large\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"1024\" height=\"356\" src=\"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2021\/11\/2021-11-cead-kuva-7-1024x356.jpg\" alt=\"\" class=\"wp-image-1173\" srcset=\"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2021\/11\/2021-11-cead-kuva-7-1024x356.jpg 1024w, https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2021\/11\/2021-11-cead-kuva-7-300x104.jpg 300w, https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2021\/11\/2021-11-cead-kuva-7-768x267.jpg 768w, https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2021\/11\/2021-11-cead-kuva-7-230x80.jpg 230w, https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2021\/11\/2021-11-cead-kuva-7.jpg 1508w\" sizes=\"auto, (max-width: 1024px) 100vw, 1024px\" \/><figcaption>Kuva 7: Vasemmalla ceadin tulostusp\u00e4\u00e4n l\u00e4mp\u00f6tila-alueiden s\u00e4\u00e4t\u00f6paneeli. Keskell\u00e4 Slic3rin tuottamaa G-koodia ja oikealla robottikielelle k\u00e4\u00e4nnetty\u00e4 tulostusohjelmaa.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<p>Testijakson aikana tulostettiin osia lasikuituvahvisteisesta polypropeenista (PP30%GF) joka on valmistajan mukaan materiaaliominaisuuksiltaan hyvin tulostukseen soveltuva. Tulostettujen kappaleiden koko rajoitettiin k\u00e4yt\u00e4nn\u00f6n syist\u00e4 siten ett\u00e4 ne mahtuvat kuormalavalle. Testijakson kokemusten perusteella ceadin robotextrudin ominaisuuksia voisi lyhyesti tiivist\u00e4\u00e4 seuraavasti. <\/p>\n\n\n\n<p><strong>Hyv\u00e4\u00e4<\/strong><\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\"><li>Mahdollistaa suurtenkin kappaleiden valmistamisen<\/li><li>Tulostusnopeus<\/li><li>Mahdollisuus komposiittimateriaalien tulostukseen<\/li><li>Robotti ja tulostusyksikk\u00f6 liikuteltavissa.<\/li><\/ul>\n\n\n\n<p><strong>Huonoa<\/strong><\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\"><li>Jokainen tulostuscase vaatii prosessin s\u00e4\u00e4t\u00e4mist\u00e4 ja prosessin ohjelmointi\/hallinta on viel\u00e4 hieman puutteellinen<\/li><li>Tulostusp\u00e4\u00e4st\u00e4 puuttuu materiaalin tiivist\u00e4j\u00e4<\/li><li>Tulostusp\u00e4\u00e4st\u00e4 puuttuu tulostusmateriaalin j\u00e4\u00e4hdytys<\/li><\/ul>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-large\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"1024\" height=\"356\" src=\"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2021\/11\/2021-11-cead-kuva-8-1024x356.jpg\" alt=\"\" class=\"wp-image-1174\" srcset=\"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2021\/11\/2021-11-cead-kuva-8-1024x356.jpg 1024w, https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2021\/11\/2021-11-cead-kuva-8-300x104.jpg 300w, https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2021\/11\/2021-11-cead-kuva-8-768x267.jpg 768w, https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2021\/11\/2021-11-cead-kuva-8-230x80.jpg 230w, https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2021\/11\/2021-11-cead-kuva-8.jpg 1508w\" sizes=\"auto, (max-width: 1024px) 100vw, 1024px\" \/><figcaption>Kuva 8: Tulosteita, materiaalina PP30%GF. Tuolien paino 12 ja 13 kg, tulostusaika 4h ja 3h. Kuution paino 4kg, tulostusaika 2h.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<hr class=\"wp-block-separator\" \/>\n\n\n\n<p>Antti Alonen<br>tki-asiantuntija<br>Savonia-ammattikorkeakoulu<\/p>\n\n\n\n<hr class=\"wp-block-separator\" \/>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-full\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"1024\" height=\"175\" src=\"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2021\/12\/tuo-lippulogo-1.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-1203\" srcset=\"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2021\/12\/tuo-lippulogo-1.png 1024w, https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2021\/12\/tuo-lippulogo-1-300x51.png 300w, https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-content\/uploads\/sites\/4961\/2021\/12\/tuo-lippulogo-1-768x131.png 768w\" sizes=\"auto, (max-width: 1024px) 100vw, 1024px\" \/><\/figure>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Pienet p\u00f6yt\u00e4kokoiset 3D-tulostimet ovat nykyisin tuttu n\u00e4ky niin teollisuudessa kuin kuluttajienkin keskuudessa ja lis\u00e4\u00e4v\u00e4n valmistuksen yleistymisen my\u00f6t\u00e4 kiinnostus on her\u00e4nnyt my\u00f6s suuremman kokoluokan tulosteisiin. Muutama vuosi sitten kerroimme blogikirjoituksessa, ett\u00e4 my\u00f6s suurempien 3D-tulostinlaitteiden kysynt\u00e4 ja tarjonta on kasvanut. Koronavuoden my\u00f6t\u00e4 kehityksess\u00e4 tapahtui pient\u00e4 hidastusta, muiden teollisuudenalojen tapaan, mutta kehityssuunta ei [&hellip;]<\/p>\n","protected":false},"author":4267,"featured_media":1177,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[27,78],"tags":[5,79],"class_list":["post-1165","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-3dtik","category-tuo","tag-3d-tulostus","tag-robottitulostus"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1165","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-json\/wp\/v2\/users\/4267"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=1165"}],"version-history":[{"count":4,"href":"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1165\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":1204,"href":"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1165\/revisions\/1204"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-json\/wp\/v2\/media\/1177"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=1165"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=1165"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=1165"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}