Viime lokakuussa järjestettiin Tampereella huikea ainetta lisääviin valmistusmenetelmiin keskittyvä seminaari. Alan asiantuntijoita kuunnellessa tuli vakaa usko siihen, että Suomessa kannattaa tulevaisuudessakin valmistaa tuotteita. 3D-tulostus avaa aivan uusia liiketoimintamahdollisuuksia. Tekniikka on olemassa ja se kehittyy koko ajan paremmaksi. Radikaaleilla innovaatioilla saamme aikaan kannattavaa liiketoimintaa.

Uusissa valmistusmenetelmissä yhdistyvät saumattomaksi kokonaisuudeksi suunnittelu, printterit ja ohjelmistot sekä materiaalit. Tuote, sen toiminnot, materiaalit ja valmistumenetelmät on mietittävä kokonaan uudelleen, jotta päästään joka suhteessa optimoituun lopputulokseen. Suunnittelijalla on käytössään työkalut ottaa kantaa jo suunnitteluvaiheessa kaikkiin vaikutaviin asioihin. Useampia skenaarioita voidaan kokeilla vähemmillä fyysisillä prototyyppeillä ja tarvittaessa prototyyppi voidaan tulostaa nopeasti. Suunnitteluaika nopeutuu ja saavutetaan optimoitu prosessi.

3D-tulostuksen mahdollisuudet tulee ottaa huomioon esimerkiksi kappaleen topologisessa optimoinnissa. Tulostetun kappaleen muoto voidaan optimoida käyttötarkoituksen mukaan. Näin voidaan tehdä lujempia ja kevyempiä. Samalla saadaan aikaan materiaalisäästöä.

Digitaalisten materiaalien käyttö mahdollistaa tehokkaan materiaalin valinnan. Mikrorakenne, jonka käyttäytyminen tunnetaan, voidaan mallintaa vastaamaan todellisuutta. Näin eri vaihtoehtoja voidaan kokeilla virtuaalisesti. Malli on oppiva, jolloin fyysisten testausten tulokset parantavat mallia jatkuvasti.

Kustannukset nähdään jo suunnitteluvaiheeseen entistä tehokkaammin. Mallilla voidaan tarkastella myös raaka-aineiden saatavuutta, optimisuorituskykyä, energian tarvetta ja työvoimakustannuksia. Eri kombinaatioita voidaan kokeilla tehokkaasti. Näin saadaan aikaan ekologisia ja kustannustehokkaita tuotteita nopeasti.

3D-tulostus ei korvaa kaikissa tilanteissa perinteisiä valmistusmenetelmiä, vaan eri menetelmillä on tulevaisuudessakin omat käyttökohteensa. Lisäksi perinteisiä menetelmiä voidaan täydentää tulostetuilla osilla. 3D-tulostus on kannattavaa, kun sarjakoot ovat pienet tai tehdään sellaisia monimutkaisia osia, joita ei tavannomaisilla menetelmillä voida tehdä. Kappaleen koon kasvaessa valmistuskustannunnukset nousevat ainetta lisäävissä tekniikoissa perinteisiä tekniikoita noppeammin. Tulostimien kappalekoot kuitenkin kasvavat huimaa vauhtia: viidessätoista vuodessa marmorikuulan koosta jalkapalloon. Näin ollen on odotettavissa, että yhä suurempia kappaleita pystytään tulostamaan kustannustehokkaasti ja uusia sovellusmahdollisuuksia tulee koko ajan lisää.

3D-tulostusten hyödyntämisessä vain mielikuvitus on rajana. Menetelmät soveltuvat prototypoinnista varsinaisten komponenttien valmistukseen. Teollisuustuotteiden ja korujen lisäksi 3D-tulostus on löytänyt paikkansa lääketieteen sovelluksissa. Näitä ovat erilaiset ihmiskehon varaosat, kuten esimerkiksi yksilöllisesti muotoiltu selkänikama vaurioituneen tilalle tai hammasimplantit. Kuulokojeen sisään tulee perinteisesti valmistettu kuulokojeisto (kokoonpano) ja ulko-osa tulostetaan käyttäjän korvan mukaisesti.

Oli avartavaa nähdä Croftin innovatiivista tuotekehitystä, kun he ratkaisivat asiakkaiden suodatushaasteita. Tilanteet analysoitiin huolella ja huomattiin, että turbulenssia voidaan pienentää merkittävästi, kun reiät ovat virtauksen kanssa samassa linjassa. Näin syntyy uuden polven suodattimia, joita ei voida perinteisillä menetelmillä valmistaa. Aivan uusia tuotteita.

AM Finland on Suomen ensimmäinen kaupallinen metallien 3D-tulostukseen keskittynyt yritys. Suomessa on meneillään useita hankkeita digitalisaatioon ja 3D-tulostukseen liittyen. Nämä mahdollistavat tekniikkoihin tutustumisen ja liikeideoiden testauksen. 3D-tulostus on aloittamassa uuden aikakauden: Valmistus siirtyy taas osin paikallisemmaksi, esimerkiksi autokorjaamo voi tulostaa tarvittavan varaosan. 3D-tulostuksella yksilöllisten tuotteiden valmistus on kustannustehokasta.

Suomella on loistavat mahdollisuudet edelläkävijyyteen. Meidän vahvuutenamme on poikkeuksellinen innovaatiojärjestelmä, jossa eritaustaiset ihmiset voivat joustavasti vaihtaa ajtuksia kiinnostuksen kohteistaan. Tehdään yhdessä sellainen maailma kuin haluamme.

Minna Innala
CAD/CAM-yhdistys
puheenjohtaja

Julkaistu Valokynä-lehdessä 4/2015

**************************************************

28.10.2015 TTY:llä pidetyn Metallien 3D-tulostus -seminaarin materiaalit löytyvät netistä: Puhujien esitykset: http://www.tredea.fi/toiminta/hankkeet/3d-pirkanmaa/uutiskirjearkisto/ Videot esityksistä Youtubessa: https://www.youtube.com/playlist?list=PLa8wyrWeGWORHzu5Pvs5bA7Lg-SbRD_C_ 3D-tulostus vahvasti esillä Alihankintamessuilla: http://www.valokyna.com/verkkolehti/valokyna-20153/

***************************************************