I detta examensarbete har en studie genomförts av hur väl 3D-skrivning kan tillämpas i Volvo Cars i Skövdes produktion. En litteraturstudie har genomförts för att åskådliggöra de olika 3D-skrivningsteknikerna och deras användningsområde. För att på ett överskådligt sätt jämföra de olika teknikernas duglighet har en bedömningsskala utvecklad av Nasa använts. Denna skala benämns som Technology Readiness Level (TRL). Den teknik som bedöms som mest lämplig med avseende på fullskalig produktion samt prototyptillverkning är Selective laser melting (SLM). För att åskådliggöra fördelar med 3D-skrivare har en förenklad 3D-modell av Volvos cylinderblock I5D modellerats. Denna förenklade modell har sedan modifierats för att åstadkomma en temperatursänkning som kan möjliggöra ett högre effektuttag. Två varianter av topologiska modifieringar presenteras. För dessa modifieringar har sedan värmelaster och kylning applicerats för att analysera värmespridningen i cylinderblocket. Jämförande mellan originaldesignen och de topologiska modifieringarna har sedan utförts. Målet med detta var att sänka den kritiska temperaturen i cylinderväggarna med åtminstone . Beräkningar har utförts med PTC/Creo. Med hjälp av TRL-skalan bedöms Selective laser melting vara den teknik som är mest lämplig för Volvo Cars i Skövde att tillämpa med avseende på prototyptillverkning. Med avseende på fullskalig produktion anses ingen av de teknikern som benämns i arbetet vara lämpliga. Resultatet visar att genom topologiska modifieringar kan temperaturen i det kritiska området sänkas med upp till 51 . En enkel kostnadsberäkning har utförts för att uppskatta hur mycket ett cylinderblock skulle kosta om den traditionella tillverkningen ersattes med 3D-skrivare. Detta visar att ett cylinderblock av typen I5D skulle kosta cirka 10 853 kr att tillverka med 3D-skrivaren X line 1000 R. I det priset är inte inköp av 3D-skrivaren inräknat. Rapporten diskuteras också följderna av resultatet. Vilka de potentiella felkällorna kan vara och vad som kan ha gjorts annorlunda. Det diskuteras också hur framtiden ser ut för 3D-skrivning och vad som skulle kunna göras som en naturlig fortsättning på detta examensarbete.

Oral mucositis is an inflammation that affects the mucosa in the mouth. It often affects patients undergoing chemotherapy for cancer. The risk of inflammation can be reduced by cooling the mouth. In this project, ten different mouthpieces for cryotherapy of the oral cavity with air as cooling medium have been modeled in the SolidWorks. Flow simulations have been made on the different mouthpieces to investigate how the air is distributed in the models. The goal of the simulations is that the outflow of air should not differ more than 10 % between the largest and the smallest flow. With the results, the mouthpieces could be fine-tuned. Flow simulation on the ten prototypes gave varying results, some have a good distribution of air between the holes. Some, however, do not evenly spread the air and it flows much less air through certain holes. Three prototypes were printed in hard plastic at an early stage to see how they fit the mouth. At the end of the project, a total of seven models were printed by TADA medical's partner in a softer plastic. Several models then showed some points that need to be considered when designing nozzles. A handful of the models have been tested with the cooling device and the flow has been examined with a heating camera. The other prototypes have not been 3D-printed, so there is nothing about their convenience. To get better results, more advanced simulation requires the environment of the oral cavity with the exact dimensions.

Målet med uppsatsen är att skapa en användarstyrd robotarm med många frihetsgrader. Ämnen som studeras är elektronik, reglerteknik, datateknik, samt 3D modellering. I rapporten tas det upp allt från teoretiska delar, till montering, samt testning. Den färdiga robotarmen har elva frihetsgrader och kan greppa och hantera lättareobjekt, med viss stabilitet.

I och med att additiv tillverkning blir allt vanligare i dagens samhälle kommer dess ekologiska, samt ekonomiska effekter bli alltmer tydliga och viktiga att ta i beaktning. Tekniken utvecklas och är numera tillgänglig för i stort sett alla. Detta har gjort att 3D-skrivare bland privatpersoner blivit vanligt förekommande. Det har lett till att mer filament går åt till användning av 3D-skrivare, vilket också leder till att mer material går till spillo. Ett av de vanligaste filamentmaterialen inom detta område är PLA. PLA har många fördelar när det kommer till 3D-skrivning, en av nackdelarna är dock svårigheten med att ta till vara på spillmaterialet då det är svårt att återvinna. Detta bidrar till ett ökat behov av att kunna återvinna filamentet själv, och vad kan då vara bättre än att göra det till nytt filament som kan användas igen? Detta är bra ur både ekonomiska och ekologiska hållbarhetsaspekter. Av denna anledning har en extruderingsmaskin designats så att privatpersoner och mindre aktörer ska kunna bygga en egen. På så sätt kan de ta hand om sitt spillmaterial på ett vis som närmar sig en cirkulär ekonomi. Projektet inleddes med en bakgrundsundersökning för att undersöka befintliga lösningsalternativ som redan finns och för att få tips och inspiration. Sedan genomfördes en idégenereringsprocess för att ta fram så många idéer som möjligt för att därigenom förbättra möjligheterna till att hitta en exceptionell lösning. När ett koncept hade valts gjordes jämförelser mellan olika komponenter. Sedan gjordes beräkningar på de valda komponenterna. Detta för att kunna dimensionera dem, delvis för att vara säker på att den håller, men även för att veta hur mycket värme och mekanisk energi som kommer att behöva tillföras i maskinen för att den ska fungera som tänkt. Ett komplett designförslag har tagits fram tillsammans med dimensioner på komponenter för att underlätta för ett eventuellt privat byggprojekt av denna extruderingsmaskin. Vissa ändringar kan göras beroende på budget och tillgänglighet av komponenter. De ändringar som görs kan leda till att även beräkningar behöver göras om eller justeras. Flera av måtten och dimensionerna på vissa komponenter kan ses som överdrivna, detta är på grund av att de ska klara det högsta tryck och krafter som kan uppstå. Dessa uppstår enbart när det satt stopp i matrisen. Att det sätter stopp helt och hållet kommer troligtvis vara ovanligt, men om det händer är det viktigt att maskinen klarar av ett sådant stopp. Till sist kommer alla inställningar behöva justeras och testas på egen hand. Detta är på grund av att maskinen inte har byggts, utan enbart är ett koncept. Dessutom kommer den troligtvis fungera lite annorlunda för alla som bygger den då det kommer att vara skillnader i montering och komponenter. / In today's society additive manufacturing is getting more and more common. The technique is developing and is within reach for almost everyone. It is within the private sector the biggest growth of popularity can be seen. The increased usage of this technology has led to increased usage of plastic within this field. This means that the waste has increased as well. One of the most common materials for 3D-printing is PLA, this is because of a few different benefits. Although it has its cons, one of the bigger drawbacks is that it is hard to recycle. There are very few recycling facilities that can take care of PLA. This means that it is necessary to find another way to handle the otherwise wasted PLA. One way to do this is by making it possible for people to do it themselves, therefore the goal of this project, to develop an extruder for individuals. The extruder is supposed to use old PLA-prints to make new filament. This is good from an ecological perspective as well as an economic one. The extruder is designed to make it possible for the user to assemble it on their own. The project started with a background search, this was to get a better picture of the problem, but also to see what alternative solutions already exists. After this the phase of brainstorming as many ideas as possible started. When a concept had been chosen it was developed even further and calculations were done to ensure that it would work as intended. The calculations contained aspects such as strength of the base and pipe, but also the amount of energy needed from the motor and heaters to fulfill their respective functions. A complete design proposal for the extruder has been established, this together with supporting calculations and measurements for the different components. A few changes can be done to modify the machine for individual needs, however the calculations might have to be adapted depending on the changes that are made. A few of the dimensions on certain components might seem exaggerated. This is because they need to be able to handle the highest pressures and forces that may occur. These pressures and forces are only reached when the machine gets clogged up. The machine clogging should be unusual, but once it happens it might break without proper dimensions. At last smaller adjustments might have to be made by the user. This is because the machine has not been built, it is just a concept. Also, there will be differences depending on what specific component is chosen and the individual assembling process.

3D-skrivare är inte längre något som endast stora företag har råd att använda sig av, utan någonting som har tagit sig ända till konsumentmarknaden. Detta har givit både hobbyanvändare och småföretag tillgång till ett kraftfullt verktyg för iterativ design. Det görs idag även stora framsteg inom robotik som ger upphov till möjligheter för tillämpningar av både industri- och konsumentrobotar i framtiden. Komplexiteten i robotar gör 3D-skrivare till användbara verktyg när det kommer till att ta fram robotprototyper. Målet med detta projekt var därför att analysera fördelar och nackdelar med 3D-skrivning i samband med prototypframtagning av en robotarm med sex axlar som kunde utföra enkla pick-and-place-rörelser. Roboten designades i Fusion360 och skrevs ut med 3D-skrivare i PETG. En Arduino MEGA användes till att styra stegmotorer i robotens axlar och styrningen implementerade en analytisk lösning till robotens kinematisk modell. Resultatet var en fungerande prototyp som kunde programmeras till att flytta och rotera föremål. Ett antal förbättringar av prototypen går att göra, till exempel går det att öka robotens rörlighet genom att designa om delar för att tillåta att axlar rotera längre och att implementera ytterligare funktionalitet i programmet som accelerationsrampning av stegmotorer och rörelse längs förvald bana. Utifrån analys av 3D-skrivningens inverkan på projektet framgick det att 3D-skrivning verkar användbart i prototypframtagning om dess möjlighet till iterativ design är önskvärd, men att det passar ännu bättre till mindre projekt då robotens storlek hindrade möjligheten till att utnyttja iterativ design till fullo och på så sätt hindrades även effektiviteten i 3D-skrivningsprocessen.

Underhåll av tandimplantat är tidskrävande och kan vara smärtsamt för patienten. Av denna anledning är det önskvärt att maximera tiden mellan återbesök. En faktor som påverkar återbesökstiden är hur mycket distansskruven i ett tandimplantat har lossnat med tiden. För att forska vidare på detta så behövs en momentnyckel som kan mäta det maximala momentet som krävs för att lossa distansskruven. För att uppnå detta har en systematisk produktutvecklingsprocess genomförts. Hållfasthetsberäkningar och FEM-analyser har genomförts för att se till att prototypens mekaniska egenskaper uppfyller de krav som ställs. För att framställa prototypen har 3D-skrivning använts, där mätningar, kalibrering och programmering gjorts för att säkerställa så momentnyckeln kan mäta det maximala momentet. Arbetet resulterade i en prototyp av kolfiberkomposit och titan för att mäta det maximala momentet som krävs för att lossa en distansskruv. / Maintenance of dental implants is time-consuming and can be painful for thepatient. For this reason, it is desirable to maximize the time between return visits. One factor that affects the revisit time is how much the abutment screw in a dental implant has loosened over time. In order to further research on this, a torque wrench is needed that can measure the maximum torque required to loosen the abutment screw. To achieve this, a systematic product development process has been carried out. Strength theory calculations and FEM analyses have been carried out to ensure that the prototype's mechanical properties meet the requirements. To produce the prototype, 3D printing has been used, measurements, calibration and programming has been done to ensure that the torque wrench can measure the maximum torque. The work resulted in a prototype made of carbon fiber composite and titanium for measuring the maximum torque required to loosen a abutment screw.

3D-printing, också känt som additiv tillverkning, är en tillverkningsmetod som har revolutionerat många branscher och har växt stort både inom industrin och för privat användning. Tekniken använder sig utav en lager-på-lager metod för att tillverka olika objekt. Med dagens teknik går det att printa ut föremål av exempelvis metall, plast, betong och ett flertal andra material. Additiv tillverkning av betong ger möjligheten att skapa nya smarta konstruktionslösningar, vilket medför stora materialbesparingar och minskat materialspill. Produktionskostnader och hastighet kan också dra nytta av metoden genom att minska arbetskraft och eliminera kostnader för tillverkning och montering av gjutformar. Den här studien bidrar till en ökad förståelse för vad som krävs för att utveckla ett fungerande betongmaterial för additiv tillverkning. För att additiv tillverkning ska kunna standardiseras, bli mer kommersiellt och få en bredare användning krävs en djupare förståelse av betongens materialegenskaper. Detta eftersom materialet skiljer sig från konventionell betong. Syftet med detta projekt är att utveckla en betongblandning anpassad för additiv tillverkning. En undersökning görs för att hitta (i) en betongblandning med lämpliga mekaniska materialegenskaper och (ii) en betongblandning som är väl anpassad till 3Dskrivare. Det viktigaste för att en betongblandning ska kunna användas för additiv tillverkning är att blandningen kan pumpas genom systemet och extraheras genom munstycket vid tillverkning samt att slutmaterialet visar bra byggbarhet. Pumpbarhet är förutsättningen för att betongen ska kunna användas i en 3D-skrivare. Betongen ska vara tillräckligt smidig för att kunna pumpas ut genom ett munstycke, men även ha en tillräckligt god inre sammanhållning för att inte deformeras efter att den har pumpats ut. Pumpbarhet påverkas till stor del av vilken sorts pumpsystem som används. Resultaten varierar beroende på vilken pump, munstycke och slang som används vid materialtesterna. Det förefaller att en generell blandning anpassad för flera olika pumpsystem är svårt att uppnå. I det här arbetet har sex olika blandningar med olika variationer testats. Detta ledde till 38 blandningar som genomgått olika tester. De blandningarna med bäst resultat efter finjusteringar var blandning 4.1 och 5.1, de visade hög kvalité för pumpbarhet och byggbarhet. Blandning 4.1 innehåller vatten, anläggningscement, starvis 3040, glenium, CERW, krossballast och glasfibrer och blandning 5.1 är likadant fast med flygaska istället för CERW. / 3D printing, also known as additive manufacturing, is a manufacturing method that has revolutionized many industries and has grown widely both in industry and private use. The technique means using a layer-upon-layer method to manufacture different objects. With today's technology, it is possible to print objects of, for example, metal, plastic, concrete and several other materials. Additive manufacturing of concrete structures can be used to create new smart design solutions, which means significant material savings and reduced material waste. Production costs and time reduction may also be achieved using the method due to lower labor requirements and reduced costs for manufacturing and assembling of molds. This study contributes to an increased understanding of what is required to develop a functioning concrete material for additive manufacturing. In order for additive manufacturing to be standardized, become commercial and be broadly used, a deeper understanding of the concrete properties is required. This is because the material used in 3D printing differs from conventional concrete. The purpose of this project is to develop a concrete mixture adapted for additive manufacturing. A survey is made to find (i) a concrete mixture with suitable mechanical material properties, and (ii) a concrete mixture well adapted to 3D printers. The most important thing for a concrete mix to be used for additive production is that the mixture can be pumped through the system and extracted through the nozzle during manufacture and that the final material shows good buildability. Pumpability is a prerequisite for the concrete to be used in a 3D printer. The concrete must be sufficiently flexible to be pumped out through a nozzle, but also have a sufficiently good internal cohesion so as not to deform after it has been pumped out. Pumpability is largely affected by the type of pump system used. The results vary depending on the pump, nozzle and hose used in the material tests. It seems that a general mix adapted to several different pump systems is difficult to achieve. In this work, six different mixtures with different variations have been tested. This led to 38 mixtures that underwent various tests. The mixtures with the best results after fine adjustments were mix 4.1 and 5.1, they showed high quality for pumpability and buildability. Mixture 4.1 contains water, plant cement, starvis 3040, glenium, CERW, crush ballast and glass fibers and mixture 5.1 is similarly fixed with fly ash instead of CERW.

Additiv tillverkning har stor potential för framtida betongkonstruktion. Inom industrier såsom fordonsindustrin, läkemedelsindustrin och flygplansindustrin existerar redan additiva tillverkningsmetoder i kommersiellt syfte men kompatibilitet med utvecklade byggstandarder samt svårigheter att balansera nödvändiga materialegenskaper har gjort att utvecklingen inom byggindustrin går resulterat i att utvecklingen efterfrågade egenskaperna. Vid additiv tillverkning skapas objekt genom att material placeras i lager skiktvis. Objekten skapas först digitalt som ett 3D-objekt där det sedan delas upp i horisontella skikt. Sedan följer en 3D-skrivare en förprogrammerad bana där den placerar materian tills objektet nått sin slutgiltiga form. Trots de stora utmaningarna så för additiva tillverkningsmetoder i byggindustrin med sig potentiella fördelar som överväger svårigheterna; komplexa designer till låg kostnad, inget materialspill, snabb byggtid, mindre arbetskraft, mindre miljöpålastningar m.m. Konventionell betong är oanvändbar då betong för additiva tillverkningsmetoder kräver egenskaper som inte har efterfrågats tidigare. Det ska vara flytande nog för pumpning men samtidigt fast nog för stapling. Betongens öppethållandetid krävs vara konstant för att undvika att betongen börjar hårdna innan den skrivs ut. Rapporten avser att bidra till utvecklingen av betongblandningar anpassade för de additiva tillverkningsmetoderna i byggindustrin. Detta åstadkoms genom framtagning och analys av nya typer av betong. Det saknas standardiserade och beprövade metoder för bedömning av betong anpassat för additiva tillverkningsmetoder. Hur tillverkningsmetoden påverkar miljön undersöks med målet att sänka miljöpålastningarna. En god betongblandning för additiva tillverkningsmetoder grundar sig inte endast på dess konstruktionsmässiga syfte, utan också på vilken typ av munstycke som används. På grund av detta är det i dagsläget omöjligt att skapa en universell blandning som är anpassad för samtliga munstycken och skrivarsystem. Betongen kräver en hög cementandel som leder till högre koldioxidutsläpp, andelen betong som krävs är dock lägre på grund av inget materialspill. Tillsatsmaterial används för att sänka cementandelen och nå en mer sammanhållen betongblandning. De slutgiltiga betongblandningarna har utrymme för förbättringar. Vidare justering av vct, tillsatsmaterial, armering och tillsatsmedel bör göras för utveckling av betong för additiva tillverkningsmetoder. / 3D writing of concrete has great potential for future building engeneering. Other industries such as the automotive industry, pharmaceutical industry, aerospace industry, etc. have already additive manufacturing methods for commercial purposes. The reason for this is the high standards set in the construction industry as well as difficulties to balance the demanded properties. At the additive manufacturing creates objects through that the matter be placed in the warehouse incrementally. The objects are first created digitally as a 3D object, which is then divided into horizontal layers. Then a 3D printer follows a pre-programmed path where it places the material until the object has reached its final form. . Despite the major challenges so for additive manufacturing methods in the construction industry, with potential benefits that outweigh the difficulties; complex designs for low cost, no material waste, fast build time, less labor, , less environmental degradation, etc. Conventional concrete is unusable when the concrete for additive manufacturing methods require properties that have not previously been demanded. It should be fluid enough for pumping but at the same time rigid enough for stacking. The concrete opening time is required to be constant in order to avoid that the concrete starts to harden before it is printing. The report intends to contribute to the development of concrete adapted for additive manufacturing methods in the construction industry. This is accomplished through the development and analysis of new types of concrete. There are no standard and proven methods for assessing concrete adapted for additive manufacturing methods. How the manufacturing method affects the environment is examined with the aim of reducing environmental impacts. A good concrete mix for additive manufacturing methods is based not only on its structural purpose, but also on the type of nozzle used. Because of this, it is currently impossible to create a universal mix that is adapted for all of the nozzles and the printer system. The concrete requires a high cement share which leads to higher carbon dioxide emissions, but the percentage of concrete required is lower due to no material play. Additives are used to lower the cement share and achieve a more cohesive concrete mixture. The final concrete mixtures have room for improvement. Further adjustments of vct, additives, reinforcement and chemical admixtures should be made for the development of concrete for additive manufacturing methods.

Quadrupedal robots are mobile robots with four limbs. Compared with other mobile robots, quadrupedal robots are more capable of moving in complex environment. Specifically, softquadrupedal robots have the limbs that are flexible and more compliant with the environmentthan that of rigid quadrupedal robots. This project is based on a previous work at KTH where a soft quadrupedal robot prototype was built. The first part of this project is to build a test rig, analyze the dynamics of the 3D printed soft continuum actuators and choose one configuration toachieve the best dynamics. The second part of this project is to build a soft quadrupedal robotand analyze the standing and walking performance. The mechanical and electrical structure ofthe robot are re-designed to reduce the weight. Furthermore, gait analyses are conducted toenable the robot to walk. Cost of transport is calculated to compare the efficiency of differentgaits. / Mobila robotar som har fyra lemmar kallas fyrbenta robotar. Jämfört med andra mobila robotarär fyrbenta robotar mer kapabla att röra sig i komplexa miljöer. Särskild de mjuka fyrbentarobotar, vars flexibla lemmar är mer kompatibla med miljön än dem av stela fyrbenta robotar. Det här projektet är baserat på ett tidigare arbete på KTH där prototypen av en mjuk fyrbentrobot byggdes. Den första delen av detta projekt är att bygga en provrigg, analysera dynamikenav det 3D-skrivna mjuka kontinuumställdon och välja den konfigurationen som har bästadynamiken. Den andra delen av detta projekt är att bygga en mjuk fyrbent robot och analyseradess stå- och gångprestation. Den mekaniska och elektriska strukturen av roboten designades omför att minska vikten. Vidare är gångs analyser genomförda för att möjliggöra robotens gång. Cost of transport (COT) är uträknat för att jämföra olika gångs effektivitet.

This thesis performs closed-loop control of a 3D printed soft bending actuator with feedback from a 3D printed strain sensor. This process utilizes the Finite Element Method (FEM) to design a bellow type pneumatic bending actuator that can handle pressures up to 4 bar. The developed actuator is produced with a Fused Deposition Modeling (FDM) 3D printer method with the elastic filament NinjaFlex. Soft sensors are 3D printed with the conductive filament Eel and their strain-resistive performance in hysteresis, linearity, and repeatability are investigated by testing 3D printed sensors with different shapes. The optimal sensor design is then selected and applied onto the soft actuator and the resistance signal from the sensor is used as the shape feedback signal for the soft actuator. Two different controllers are applied for the shape control of the soft actuator using the feedback from the sensor and the controller performance is compared experimentally. A gripper composed of three closed-loop controlled soft actuators is developed to perform complex grasping tasks. / Denna avhandling konstruerar ett 3D-skrivet mjukt ställdon som återkopplas med en 3D-skriven böjsensor. Arbetet använder Finita Elementmetoden (FEM) för att skapa ett böjande bälgställdon som klarar av 4 bar av lufttryck. Det framtagna ställdonet är tillverkad av det elastiska filamentet NinjaFlex med 3D-skrivarmetoden Smält Deponeringsmodellering (FDM). Dem mjuka sensorerna är 3D-skrivna med det elektriskt ledande filamentet Eel. Sensorernas ansträgning-resistiva prestanda med avseende på hysteres, linjäritet, och repeterbarhet är undersökta genom att utföra experiment med olika former. Den optimala sensorformen är sedan applicerad på det mjuka ställdonet och dess resistiva signal från sensorn används för återkoppling av det mjuka ställdonets böjning. Med den applicerade sensorn utvärderas två olika kontrollmetoder för att kontrollera böjningen av det mjuka ställdonet, kontrollmetodernas prestanda jämförs sedan experimentellt. Ett gripdon som består av tre återkopplade, mjukaställdon är sedan konstruerad för att utföra komplexa grepp.