3D-tulostus kehittyy koko ajan

14.1.2022

TEKSTI RIITTA SAARINEN
KUVA MATERFLOW

Mitä on 3D-tulostus? Moni on kuullut termin, mutta teknologia on silti jäänyt vähän hämärän peittoon.

– 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.