{"id":1246,"date":"2022-08-09T12:51:44","date_gmt":"2022-08-09T09:51:44","guid":{"rendered":"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/?p=1246"},"modified":"2022-08-09T12:51:44","modified_gmt":"2022-08-09T09:51:44","slug":"poimintoja-firpan-vuosiseminaarista-2022-osa-1-2-robottitulostus","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/2022\/08\/09\/poimintoja-firpan-vuosiseminaarista-2022-osa-1-2-robottitulostus\/","title":{"rendered":"Poimintoja firpan vuosiseminaarista 2022 osa 1\/2: robottitulostus"},"content":{"rendered":"\n

T\u00e4m\u00e4 blogikirjoitus on julkaistu 4.7.2022 Savonia-artikkelina osoitteessa: https:\/\/www.savonia.fi\/artikkelit\/savonia-artikkeli-poimintoja-firpan-vuosiseminaarista-2022-osa-1-2-robottitulostus\/<\/a><\/p>\n\n\n\n

Suomen pikavalmistusyhdistys FIRPA j\u00e4rjesti vuosiseminaarinsa 4-5.5.2022 Teknologia 22 \u2013messujen yhteydess\u00e4. Esitykset pidettiin messujen Tech Corner \u2013osastossa ja antoivat hyv\u00e4n katsauksen tulostuksen toimijoiden osaamiseen Suomessa. T\u00e4h\u00e4n kirjoitukseen on koottu seminaarin antia robottitulostukseen liittyen.<\/p>\n\n\n\n

Suuren kokoluokan metallitulostusta lankasy\u00f6tt\u00f6isell\u00e4 suorakerrostuksella<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Metallin lankasy\u00f6tt\u00f6inen suorakerrostus (waam, wire-arc additive manufacturing) on vihdoin saamassa jalansijaa my\u00f6s Suomessa. Kyseess\u00e4 on valmistavan teollisuuden yrityksille sin\u00e4ns\u00e4 tuttu prosessi, sill\u00e4 se onnistuu uudemmissa hitsausrobottisoluissa. Prosessissa kappale muodostetaan hitsaamalla muoto kerros kerrokselta valmiiksi saakka, joten kerroskorkeus on kohtalaisen suuri ja tulostusj\u00e4lki karkeaa. Tarkkuutta vaativat piirteet koneistetaan kappaleeseen j\u00e4lkik\u00e4teen. Maailmalla menetelm\u00e4ll\u00e4 on tulostettu mm. lentokoneen osia titaanista, kaivinkoneen k\u00e4\u00e4nt\u00f6varsia ter\u00e4ksest\u00e4 ja esimerkiksi Deutsche Bahn hy\u00f6dynt\u00e4\u00e4 menetelm\u00e4\u00e4 junien varaosien valmistuksessa.<\/p>\n\n\n\n

Suomessa yritykset ovat alkaneet havahtua menetelm\u00e4n potentiaaliin mutta k\u00e4yt\u00e4nn\u00f6n kokemusta on viel\u00e4 v\u00e4h\u00e4n eik\u00e4 todellisia referenssikappaleita ole juuri esitelty. Prosessi on lis\u00e4\u00e4v\u00e4n valmistuksen menetelmist\u00e4 ehk\u00e4 l\u00e4himp\u00e4n\u00e4 perinteist\u00e4 valmistusmenetelm\u00e4\u00e4 joten kynnys menetelm\u00e4n k\u00e4ytt\u00f6\u00f6n ei pit\u00e4isi olla suuri. Toki prosessi vaatii uudenlaista osaamista ja ohjelmistoa robotin ohjelmointiin sek\u00e4 lis\u00e4\u00e4 tiet\u00e4myst\u00e4 tulostettavien kappaleiden materiaaliominaisuuksien varmistamiseksi. Tulostusnopeus on 1-5 kg tunnissa ja koska tulostusmateriaali on metallia, niin haasteena on luonnollisesti l\u00e4mm\u00f6nhallinta.<\/p>\n\n\n\n

Andritz Savonlinna Works on l\u00e4htenyt k\u00e4ytt\u00f6\u00f6nottamaan menetelm\u00e4\u00e4 viimeisen parin vuoden aikana ja ensimm\u00e4iset tulosteet ovat p\u00e4\u00e4sseet jo k\u00e4ytt\u00f6\u00f6n asti. Firpan vuosiseminaarissa Santeri Varis kertoi menetelm\u00e4n k\u00e4ytt\u00f6\u00f6notosta yrityksess\u00e4 ja esitteli t\u00e4h\u00e4n menness\u00e4 tulostettuja kappaleita. Mielenkiintoinen esimerkki on sellutehtaan prosessilaitteessa k\u00e4ytett\u00e4v\u00e4 \u201cilmatykki\u201d (air blaster) jonka valmistaminen 3D-tulostamalla mahdollistaa k\u00e4ytt\u00f6kohteeseen paremmin soveltuvan geometrian ja tilank\u00e4yt\u00f6n. Kappaleita valmistetaan sek\u00e4 ruostumattomasta ter\u00e4ksest\u00e4 (316L) ett\u00e4 Inconel 625 k\u00e4ytt\u00f6kohteen mukaisesti. Alla olevassa kuvassa oikealla n\u00e4kyv\u00e4 moottorin kannake oli ensimm\u00e4inen testikappale, jonka yritys valmisti yhteisty\u00f6ss\u00e4 W\u00e4rtsil\u00e4n ja Etteplanin kanssa. Tulostetussa kappaleessa oli painoeroa l\u00e4hes 50% perinteisesti valmistettuun verrattuna. Kannakkeen tulostuksesta on my\u00f6s video, linkki: https:\/\/www.youtube.com\/watch?v=UfGYG<\/a>XHgknM<\/a><\/p>\n\n\n\n

\"\"
Kuva 1. WAAM-tulosteita: ilmatykkej\u00e4 sek\u00e4 moottorin kannatin. l\u00e4hde: Andritz Savonlinna Works<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Valmistusmenetelm\u00e4n k\u00e4ytt\u00f6 vaikutti olevan Andritzilla hyv\u00e4ss\u00e4 vauhdissa ja koska peruskappaleiden valmistus on jo todistettu, toteuttaa yritys FAMEn (Finnish Additive Manufacturing Ecosystem) kanssa loppuvuodesta haastavamman testikappaleen valmistuksen. Tavoitteena on valmistaa tulostamalla paines\u00e4ili\u00f6, joka on 1,5 m korkea, halkaisijaltaan 80 cm ja painaa 200 kg. Projektissa tutkitaan tulostusprosessin lis\u00e4ksi mit\u00e4 suuremman kokoluokan tulostettava kappale vaatii suunnittelulta ja j\u00e4lkik\u00e4sittelylt\u00e4. Valmistetulle kappaleelle tehd\u00e4\u00e4n lopuksi my\u00f6s painetestit. Ajatuksena on tiedon ker\u00e4\u00e4misen lis\u00e4ksi luonnollisestikin levitt\u00e4\u00e4 valmistusmenetelm\u00e4n tunnettavuutta Suomessa.<\/p>\n\n\n\n

Suuren kokoluokan muovi\/komposiittulosteita robottitulostusta hy\u00f6dynt\u00e4m\u00e4ll\u00e4<\/strong><\/p>\n\n\n\n

UPM esitteli seminaarissa UPM Formi 3D20\/2019\u2013tulostusmateriaalinsa ominaisuuksia ja k\u00e4ytt\u00f6kohteita. Kyseess\u00e4 on uusiutuvista luonnonvaroista valmistettu (80% biopohjainen), t\u00e4ysin kierr\u00e4tett\u00e4viss\u00e4 oleva biokomposiittimateriaali. Materiaalin pursotusprosessiin hyvin soveltuvaa materiaalia myyd\u00e4\u00e4n sek\u00e4 filamenttina ett\u00e4 granulaattina ja sen j\u00e4lkik\u00e4sittely onnistuu puutuotteiden tapaan. Se on ollut markkinoilla jo muutaman vuoden ajan, joten materiaalin k\u00e4yt\u00f6st\u00e4 l\u00f6ytyy kokemuksia useammilta eri toimialoilta.<\/p>\n\n\n\n

Yhten\u00e4 k\u00e4ytt\u00f6kohteena suuren kokoluokan tulostukselle on muottien valmistus, johon liittyen UPM:lt\u00e4 l\u00f6ytyy esimerkki materiaalin k\u00e4ytt\u00e4misest\u00e4 betonivalumuoteiksi. Lumotuli k\u00e4ytti UPM Formista valmistettuja betonivalumuotteja grillitakkojen valmistuksessa. 3D-tulostetut muotit valmistettiin Prentan granulaattitulostusp\u00e4\u00e4ll\u00e4, joka toimii samalla tapaa kuin k\u00e4sivarsirobottien k\u00e4ytt\u00e4m\u00e4t tulostusp\u00e4\u00e4t. Etuina tulostettujen muottien k\u00e4yt\u00f6lle on mm. nopea valmistusaika, kevyempi rakenne ja 100% kierr\u00e4tett\u00e4vyys.<\/p>\n\n\n\n

Kuluttajien kannalta betonivalumuotteja tutumpi k\u00e4ytt\u00f6kohde on huonekalujen valmistus, johon liittyen maailmalta l\u00f6ytyykin jo lukuisia esimerkkej\u00e4. 3D-tulostus on viimeisen muutaman vuoden aikana her\u00e4tt\u00e4nyt mielenkiintoa huonekaluteollisuuden puolella, vaikkakaan se ei tule sarjatuotantomenetelmi\u00e4 siell\u00e4 korvaamaan. Valtaosa 3D-tulostetuista huonekaluista on viel\u00e4 toistaiseksi esimerkkikappaleita tai asiakasr\u00e4\u00e4t\u00e4l\u00f6ityj\u00e4 yksitt\u00e4iskappaleita mutta ruotsista l\u00f6ytyy jo esimerkki kuluttajille tarjolla olevasta sarjatuotantokappaleesta. Ruotsalainen Reform Design Lab (reformlab.se<\/a>) valmistaa UPM Formista \u201cReform Lounge\u201d – Chair Black\u201d \u2013designtuolia robottitulostuksella joka n\u00e4kyy alla olevassa kuvassa . Hintansa puolesta design-tuote on suunnattu vain harvoille, sill\u00e4 2400 euron hinta pit\u00e4nee peruskuluttajat loitolla. Tuolissa on mielenkiintoista muotoilun lis\u00e4ksi se, ett\u00e4 yritys k\u00e4ytt\u00e4\u00e4 UPM Formista mustaksi v\u00e4rj\u00e4tty\u00e4 versiota.<\/p>\n\n\n\n

\"\"
Kuva 2. UPM Formi 3D \u2013tulosteita. Vasemmalla Reform lounge chair (l\u00e4hde: reformlab<\/a>), oikealla lumotulen betonivalumuotti (l\u00e4hde: UPM<\/a>)<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

UPM Formin puumainen perusv\u00e4ri on kyll\u00e4 silm\u00e4\u00e4 miellytt\u00e4v\u00e4, mutta v\u00e4rj\u00e4yksen kautta materiaalille voikin l\u00f6yty\u00e4 enemm\u00e4n k\u00e4ytt\u00f6kohteita. Tulostusmateriaalin puhtaat ligniinitt\u00f6m\u00e4t selluloosakuidut mahdollistavat l\u00e4piv\u00e4rj\u00e4yksen joka tapahtuu helpoimmillaan sekoittamalla granulaattien joukkoon haluttu m\u00e4\u00e4r\u00e4 v\u00e4riainetta tai esimerkiksi v\u00e4rillist\u00e4 toista granulaattia ennen materiaalin pursotusta. V\u00e4rj\u00e4ysmahdollisuus yhdistettyn\u00e4 hyviin materiaaliominaisuuksiin ja puumaisiin j\u00e4lkik\u00e4sittelyominaisuuksiin mahdollistavat materiaalin k\u00e4ytt\u00e4misen lukuisissa huonekalusovelluksissa. Savonian meneill\u00e4\u00e4n olevassa \u201c3D-tulostusta robotilla\u201d \u2013hankkeessa materiaali onkin testattavana niin valumuottik\u00e4yt\u00f6ss\u00e4 kuin sis\u00e4- ja ulkohuonekalujen valmistusmateriaalinakin.<\/p>\n\n\n\n

Huonekalujen 3D-tulostamiseen liittyen ruotsalainen Normada on kehitt\u00e4nyt mielenkiintoisen palvelukonseptin huonekalujen kierr\u00e4tykseen liittyen. Yritys tarjoaa kuluttajille huonekalujen \u201cpanttipalvelua\u201d The Pant System (normada.se<\/a>)<\/a>, jossa asiakas palauttaa k\u00e4yt\u00f6n j\u00e4lkeen vanhan huonekalun kierr\u00e4tett\u00e4v\u00e4ksi. Palautettavan huonekalun kunnosta riippuen se joko kunnostetaan tai murskataan ja k\u00e4ytet\u00e4\u00e4n uuden 3D-tulostetun huonekalun raaka-aineena. Palvelulla t\u00e4hd\u00e4t\u00e4\u00e4n huonekaluj\u00e4tteiden v\u00e4hent\u00e4miseen, sill\u00e4 yrityksen mukaan Ruotsissa syntyy yli 500.000 tonnia huonekaluj\u00e4tett\u00e4 vuosittain. 3D-tulostus on muutenkin valmistusmenetelm\u00e4n\u00e4 materiaalia s\u00e4\u00e4st\u00e4v\u00e4 (tulostetaan kappaleessa materiaalia vain sinne, miss\u00e4 sit\u00e4 tarvitaan) joten t\u00e4m\u00e4n kaltaisella toiminnalla siit\u00e4 saadaan entist\u00e4kin ymp\u00e4rist\u00f6yst\u00e4v\u00e4llisempi.<\/p>\n\n\n\n

Robottitulostuksessa k\u00e4ytett\u00e4v\u00e4t suuremmat kerroskorkeudet tuottavat kappaleisiin karkeamman pinnanlaadun, joka ei ole aina toivottavaa. Robottitulostukselle on alkanut tulla tarjolle my\u00f6s automaattisia tai puoliautomaattisia j\u00e4lkik\u00e4sittelyj\u00e4rjestelmi\u00e4, joiden avulla pinnanlaatu saadaan sile\u00e4ksi niilt\u00e4 osin kuin halutaan. Meneill\u00e4\u00e4n olevassa 3D-tulostusta robotilla (3DROBO) \u2013hankkeessa Savonian robottitulostussoluun asennetaan loppuvuodesta 2022 Flexmillin (https:\/\/www.flexmill.fi\/<\/a>) toimittama j\u00e4lkik\u00e4sittelyj\u00e4rjestelm\u00e4, joka mahdollistaa tulostettujen kappaleiden pinnan siistimisen jyrsim\u00e4ll\u00e4 tai hiomalla. Konkreettisia esimerkkej\u00e4 robottitulostus+j\u00e4lkik\u00e4sittelyprosessien yhdist\u00e4misest\u00e4 puukuitukomposiittimateriaalin kanssa on n\u00e4ill\u00e4 n\u00e4kymin luvassa vuoden 2023 alkupuolella.<\/p>\n\n\n\n

\n\n\n\n

Antti Alonen
tki-asiantuntija
Savonia-ammattikorkeakoulu<\/p>\n\n\n\n

\n\n\n\n
\"\"<\/figure>\n\n\n\n

<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

T\u00e4m\u00e4 blogikirjoitus on julkaistu 4.7.2022 Savonia-artikkelina osoitteessa: https:\/\/www.savonia.fi\/artikkelit\/savonia-artikkeli-poimintoja-firpan-vuosiseminaarista-2022-osa-1-2-robottitulostus\/ Suomen pikavalmistusyhdistys FIRPA j\u00e4rjesti vuosiseminaarinsa 4-5.5.2022 Teknologia 22 \u2013messujen yhteydess\u00e4. Esitykset pidettiin messujen Tech Corner \u2013osastossa ja antoivat hyv\u00e4n katsauksen tulostuksen toimijoiden osaamiseen Suomessa. T\u00e4h\u00e4n kirjoitukseen on koottu seminaarin antia robottitulostukseen liittyen. Suuren kokoluokan metallitulostusta lankasy\u00f6tt\u00f6isell\u00e4 suorakerrostuksella Metallin lankasy\u00f6tt\u00f6inen suorakerrostus (waam, wire-arc […]<\/p>\n","protected":false},"author":4267,"featured_media":1251,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[84,78],"tags":[86,25,79,85],"class_list":["post-1246","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-3drobo","category-tuo","tag-firpa","tag-metallin-3d-tulostus","tag-robottitulostus","tag-waam"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1246","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=1246"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1246\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":1252,"href":"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1246\/revisions\/1252"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-json\/wp\/v2\/media\/1251"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=1246"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=1246"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=1246"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}