# Savonia-artikkeli: Formnext 2022 – Robottitulostus yleistyy - Savonia-AMK

> Robotiikka oli Formnext-messuilla tänä vuonna vahvasti esillä. Robottitulostuslaitteiden ja materiaalitoimittajien määrä oli kasvanut sekä metallien että muovin osalta, jonka lisäksi esillä oli yhä useampia esimerkkejä robottien hyödyntämisestä jälkikäsittelyssä ja laaduntarkkailussa.

## Metallien robottitulostus (DED)

Metallitulostuksessa ”robottitulostus” kuuluu suorakerrostuksen kategorian alle (DED, directed energy deposition) ja materiaalina voidaan käyttää jauhetta tai lankaa. Tarvittava lämpöenergia materiaalin sulatusta varten voidaan tuoda joko laserilla, elektronisuihkulla tai hitsauksen tapaan valokaarella. 

*   **Jauhetta käyttävät järjestelmät:** Materiaali suihkutetaan kohteeseen ja samanaikaisesti sulatetaan laserilla tai elektronisuihkulla.
*   **Lankasyöttöiset laitteet:** Tyypillisesti kaarihitsausta, mutta myös laseriin tai elektronisuihkuun pohjautuvia laitteita on markkinoilla.

## Muovin robottitulostus

Muovin robottitulostuksessa tyypillisin ratkaisu on materiaalin pursotukseen perustuva järjestelmä, johon syötetään materiaali granulaattina. 

*   **Kustannukset:** Pelkän tulostuspään hinta on noin 40 000–80 000 €. Kokonaisen järjestelmän hinta on varustelusta riippuen yli 200 000 €. Ohjelmistojen vuosittaiset lisenssimaksut ovat 10 000–30 000 €. Suuren kokoluokan järjestelmien (esim. Thermwood, Ingersoll) hinnat alkavat miljoonasta eurosta.
*   **Ohjelmistot:** Messuilla esillä olivat mm. AI Build, Adaxis, WAAM3D, Siemens, MX3D ja Autodesk.
*   **Järjestelmän komponentit:** Materiaalisäiliö (yleensä kuivausjärjestelmällä), robotti, tulostuspää, tulostusalusta ja mahdolliset sensorit. Edistyneissä järjestelmissä on jälkikäsittelyrobotti tai vaihdettava työkalupää jyrsintää varten.

## Robottitulostuksen edut

1.  **Tulostusalueen koko:** Rajoittuu robotin ulottuvuuksiin. Ulottuvuutta voidaan kasvattaa lineaariradoilla tai gantry-ratkaisuilla.
2.  **Vapausasteet:** Mahdollistaa ei-tasomaiset kerrokset, kappaleen kääntämisen tulostuksen aikana ja tulostamisen vinossa tulostusalustaan nähden.

## Käyttökohteet

### Muotit
Teollisuuden kannalta merkittävin kohde. Käytetään ilmailu-, avaruus-, energia-, vene- ja autoteollisuudessa.
*   **Materiaalit:** Yleensä kuituvahvistettuja (20–50 % lasi- tai hiilikuitua). Myös puukuitumateriaaleja (esim. UPM Formi 3D) on saatavilla.
*   **Kustannukset:** Granulaattien hinnat vaihtelevat 4–5 €/kg (perus) aina yli 75 €/kg (korkean lämpötilan kesto).

### Huonekalut
Soveltuu monimuotoisten tuotteiden piensarjavalmistukseen. Vaikka menetelmä on visuaalisesti näyttävä, valmistuskustannukset (materiaali + konetuntiaika) ovat korkeat, mikä rajoittaa massatuotantoa.

## WAAM (Wire-Arc Additive Manufacturing)

Lankasyöttöinen suorakerrostus, jossa kappale valmistuu hitsaamalla kerroksia päällekkäin.
*   **Edut:** Konepajateollisuudelle tuttu prosessi (hitsaus), mikä madaltaa kynnystä 3D-tulostuksen käyttöönottoon.
*   **Haasteet:** Karkea tulostusjälki vaatii lähes poikkeuksetta jälkikäsittelyä. Vaatii tarkkaa prosessinseurantaa ja dokumentointia laadunvarmistuksen vuoksi.
*   **Pioneereja:** MX3D (tunnettu mm. 3D-tulostetusta terässillasta).

## Yhteenveto
Robottitulostus on siirtymässä kohti teollista kypsyyttä. Keskeisimmät haasteet liittyvät edelleen laadunvarmistukseen ja prosessinhallintaan, erityisesti silloin, kun järjestelmiä rakennetaan itse yhdistämällä teollisuusrobotteja ja tulostuspäitä.