3D-tulostus kehittyy koko ajan

– 3D-tulos­tuksen voi sanoa lähte­neen liikkeelle Yhdys­val­loissa 1980-luvulla, kun lento­ko­neiden suihku­moot­to­reiden pyöri­vissä osissa alettiin käyttää titaa­nista valmis­tet­tuja kompo­nent­teja, toteaa lahte­laisen Materflow-yrityksen perus­taja ja toimi­tus­joh­taja Timo Peltonen.

– Titaa­nissa yhdis­tyvät monet tärkeät ominai­suudet. Se on kevyt ja luja metalli, joka kestää hyvin lämpöä. Mutta titaa­nista oli vaikea valmistaa osia perin­tei­sillä menetel­millä. Tähän tuli avuksi 3D-tekniikka.

Peltosen mukaan Suomessa olevat merkit­tä­vämmät 3D-tulos­tuk­seen erikois­tu­neet yritykset voi laskea kahden käden sormilla. Laitteis­tojen valmis­ta­mi­seen liittyvää osaamista löytyy eniten Yhdys­val­loista, Saksasta ja Kiinasta. Ohjel­misto-osaajia on jo sitten ympäri maailmaa.

3D-tulos­tuk­sessa tulos­tus­kone valmistaa kolmiu­lot­teisen kappa­leen digitaa­lisen mallin pohjalta. Lähtö­raaka-aine on aina samaa ainetta kuin loppu­tuote. Teolli­suu­dessa käyte­tyimmät materi­aalit ovat muovi ja metalli.

Suuren, teolli­suusuunia muistut­tavan koneen luukusta voi seurata, kuinka kelkka levittää alustalle muovi­jau­hetta tasai­seksi kerrok­seksi, minkä jälkeen kone sulattaa kerroksen laser­sä­teellä. Kerrosten korkeus voi vaihdella, mutta useim­miten puhutaan millin kymmenes- tai sadaso­sista. Ajopro­sessi voi kestää tunneista vuorokausiin.

– Ajon jälkeen jauhe­kakku otetaan pois koneesta ja irtojau­heen seasta noste­taan esiin valmiit tuotteet, jotka puhdis­te­taan käsin tai sulje­tussa tilassa lasikuulapuhalluksella.

– Yhdessä ajossa voi valmistua tuhansia pieniä muovi­kom­po­nent­teja. Metallin 3D-tulostus tapahtuu kuitenkin eri tavalla. Tuote tulostuu yhdelle ainoalle alustalle, ja siihen tarvi­taan mukaan tukia, jotka irrote­taan pois tulos­tuksen jälkeen.

Lähin paikka, mistä suoma­lainen voi löytää meidän valmis­ta­mamme tuotteen, on oma suu, sillä valmis­tamme hammas­pro­tee­sien runko-osia.

Vuonna 2014 perus­tettu Materflow valmistaa tuotteita viidestä eri muovi­ma­te­ri­aa­lista sekä alumii­nista, kobolt­tik­ro­mista, ruostu­mat­to­masta teräk­sestä ja työka­lu­te­räk­sestä. Sekä muovi- että metal­li­tuot­teiden tulos­ta­mi­sessa käyte­tään jauhe­pe­ti­tek­niikkaa. Muovi­tuot­teet muodos­tavat 80 prosenttia yrityksen tuotannosta.

Tuote­ke­hi­tyk­sestä ja mallin­nuk­sesta vastaavat yritykset itse. 3D-tulos­tusta käyte­tään sekä erilaisten proto­tyyp­pien että loppu­tuot­teiden valmis­tuk­seen. Valttina ovat nopeus, helppous ja edullinen hinta. 3D-tieto­ko­ne­mallin varas­tointi on myös helpompaa kuin itse tavaran varastointi.

Materflow on valmis­tanut 3D-tuotteita muun muassa elintar­vike- ja kaivos­teol­li­suu­delle, niin Suomeen kuin ulkomaille. Yrityksen tuotteita ovat tilan­neet esimer­kiksi Ikea ja Outotec.

Eräs asiakas on PL Varaosat, joka asentaa ja huoltaa asiak­kail­leen parveke- ja teras­si­la­seja. Eri ikäisissä laseissa on satoja erilaisia muoviosia, mutta kun niistä on teetetty 3D-malleja, on varao­sien tilaa­minen hauras­tu­neiden osien tilalle helpompaa.

– Lähin paikka, mistä suoma­lainen voi löytää meidän valmis­ta­mamme tuotteen, on kuitenkin oma suu, sillä valmis­tamme kobolt­tik­ro­mista 3D-tulos­ta­malla hammas­pro­tee­sien runko-osia.

Kirjas­toissa voi kokeilla tulostusta

3D-tulos­tuk­seen voi tutustua vaikka kirjas­toissa, sillä 3D-laitteita on hankittu jo kymme­nille paikka­kun­nille. Niitä löytyy muun muassa Helsingin, Espoon, Vantaan, Tampe­reen, Turun, Kuopion ja Lahden kirjastoista.

Helsingin pääkir­jas­tosta Oodista löytyy useampia 3D-tulos­timia, joita asiak­kaat voivat varata käyttöönsä ja tulostaa niillä yksin­ker­taisia esineitä. Tulos­ta­mi­seen tarvi­taan 3D-malli­tie­dosto STL-muodossa. Tulos­tus­ma­te­ri­aa­lina käyte­tään mustaa ja valkoista myrky­töntä PLA-muovia.

Rikol­liset tehneet osia aseisiin

Poliisi otti Suomessa kesällä kiinni lähes sata henkilöä osana isompaa kansain­vä­listä operaa­tiota. Samassa yhtey­dessä se löysi Tampe­reelta asepajan, jossa oli valmis­tettu 3D-tulos­tuk­sella osia aseisiin.

Tulli takava­rikoi paikalta toimivia aseita, aseiden osia sekä ampuma­tar­vik­keita. Tämä oli ensim­mäinen kerta, kun Suomessa törmät­tiin tällai­seen toimintaan.

Aseen osien valmis­ta­minen 3D-kotiko­neella ei ole kovin vaikeaa, mutta aseen kokoa­minen vaatii jo enemmän osaamista. Aseissa on kriit­tisiä osia, joissa muovi kestää huonosti.

Betoni­talo valmistui 3D-tulostuksella

Hollan­tiin valmistui tämän vuoden keväällä maailman ensim­mäinen 3D-tulos­tettu talo. Bunkke­ri­mainen, betonista kerrok­sit­tain tulos­tettu omako­ti­talo on koottu parista kymme­nestä erilli­sestä osasta.

Materi­aa­lien osalta 3D-tulos­tusta hallitsee ylivoi­mai­sesti muovi, jonka jälkeen tulevat metal­li­tuot­teet. Tekno­lo­giaa käyte­tään myös kumin, lasin, grafiitin ja hiili­kuidun valmis­ta­mi­sessa. Yksi uusista innovaa­tioista on 3D-biotu­lostus, jota voidaan hyödyntää kudos- ja soluvil­je­lyssä sekä hiusten ja ihon tulostamisessa.