Materiaalia lisäävä valmistus, joka tunnetaan myös 3D-tulostamisena, on menetelmä, jossa fyysinen objekti rakennetaan ainetta lisäävillä tekniikoilla. Materiaalia lisäävä valmistus tuo rakennusalalle monia etuja perinteisiin tekniikoihin verrattuna, ja jotta sitä voitaisiin täysin hyödyntää, tulee tulostusprosessi ymmärtää kokonaisuudessaan.

Opinnäytetyössä käsiteltiin materiaalia lisäävän valmistuksen menetelmiä, materiaaleja, käyttökohteita ja niiden sovelluksia rakennusalalla. Työn tavoitteena oli selvittää yleistietoa materiaalia lisäävän valmistuksen tämän hetkisestä kehityksestä, käyttökohteista ja potentiaalisista sovelluksista rakennusalalla.

Kirjallisuuskatsauksena suoritettu tutkimus käsitteli materiaalia lisäävän valmistuksen menetelmiä ja niissä käytettyjä materiaaleja yleisellä tasolla. Tarkempi tutkinta kohdistui materiaalia lisäävän valmistuksen tämän hetkiseen tilanteeseen rakennusalalla, sementtipohjaisten materiaalien lisäävän valmistuksen menetelmiin sekä materiaaliominaisuuksiin ja valmiisiin rakennusalan esimerkkipilotteihin. Lisäksi työssä selvitettiin materiaalia lisäävän valmistuksen tulevaisuuden potentiaalia ja haasteita rakennusalalla.

Työssä ilmeni materiaalia lisäävän valmistuksen tuovan rakennusalalle monia etuja perinteisiin tekniikoihin verrattuna. Materiaalia lisäävä valmistus mahdollistaa pienemmän materiaalihävikin ja energiakulutuksen, kustannustehokkaamman rakentamisen sekä uudenlaisia valmistusmenetelmiä, rakenteita ja materiaaleja. Lisäksi selvisi, että digitaalisen valmistuksen, jota materiaalia lisäävä valmistus on osana, integroiminen osaksi perinteistä työmaatoimintaa ja rakentamista vaatii kuitenkin vielä kehitystä ja lisätutkintaa. Kehittymisen mahdollistamiseksi on rakennusalalla hyödynnettävä hybriditekniikoita, jotka yhdistävät materiaalia lisäävää, poistavaa ja muovaavaa valmistusmenetelmää kasvavassa määrin.

Additive manufacturing, which is also known as 3D printing, is a method in which a physical object is built by using substance adding techniques. Additive manufacturing brings many benefits to the construction industry over traditional techniques. For the additive manufacturing to be fully utilized, the printing process needs to be fully understood.

The thesis reviewed methods, materials and applications of additive manufacturing in the construction industry. The aim of this thesis was to provide general knowledge about the current development and potential applications of additive manufacturing in the construction industry.

The study was conducted as a literature review, focusing on methods and materials used in additive manufacturing on a general level. The more detailed research focused on the current state of additive manufacturing in the construction industry, the properties of cementitious materials and the methods for manufacturing with them. Finished construction pilots were also reviewed. In addition, the future potential and challenges of additive manufacturing in the construction industry were explored.

The review showed that additive manufacturing brings many benefits to the construction industry over traditional techniques. Additive manufacturing enables lower material spoilage and energy consumption, more cost-efficient construction, novel manufacturing methods, structures and materials. However, it was also found that the integration of digital manufacturing, of which additive manufacturing is a part of, as part of conventional on-site construction still requires further development and research. In order to enable technological advancement, the construction industry should make use of hybrid techniques which combine additive, subtractive and formative manufacturing processes, in an increasing amount.