Halvimmat 3D-tulostimet maksavat jokusen satasen – tulostettuja osia käytössä jopa lentokoneissa

3D-tulostukseen kehitetään jatkuvasti uusia materiaaleja. Kuvassa on tulostumassa puukuitupohjainen osa. Kuva: Markku Vuorikari

3D-tulostimia on valmistettu kaupallisesti noin 30 vuotta. Sinä aikana markkinan koko on kasvanut keskimäärin yli 25 prosenttia vuosittain, kertoo tutkimusjohtaja Mika Salmi Aalto-yliopistosta.

Kasvu jatkuu, vaikka laitteet ovat entistä halvempia. Ensimmäiset kotitalouksille suunnatut laitteet maksoivat tuhansia euroja, nyt edullisimpia saa satasilla.

3D-tulostuksesta on tullut vaivihkaa varteenotettava valmistusmenetelmä myös teollisuudessa. Teollisen mittakaavan koneet maksavat kymmenistä tuhansista jopa miljooniin euroihin.

Ensin tekniikkaa käytettiin prototyyppien valmistamiseen, nyt yhä enemmän myös lopputuotteisiin.

”Uusissa lentokoneissa voi olla yli tuhat erilaista 3D-tulostettua osaa”, Salmi mainitsee.

Kuulokojeiden kuoret tehdään nykyisin järjestään 3D-tulostamalla.

3D-tulostus on metallialan yrityksille yksi prosessi lisää opeteltavaksi. Opetteluun pitää varata aikaa. Tulostuskoneen hankinta ei riitä, vaan pitää myös ratkaista, kenen vastuulle osien suunnittelu lankeaa.

”3D-tulostus tuo suunnitteluun suuren haasteen, kun vapauksia on paljon aiempaa enemmän. Miten tuotteen geometriasta saadaan optimaalinen, kun vanhoja rajoitteita ei ole?”

3D-tulostamalla voidaan tehdä monimutkaisia kappaleita, joita ei pysty perinteisillä menetelmillä valmistamaan, sanoo tutkimuspäällikkö Jorma Vihinen Tampereen yliopistosta.

Näitä ovat esimerkiksi sisäiset jäähdytyskanavistot: hyvin kuumissa oloissa käsiteltävää kappaletta pitää jäähdyttää sisältä päin.

Vihisen mukaan perinteisillä menetelmillä valmistetut varaosat eivät useinkaan sovellu sellaisinaan tulostettavaksi, koska niissä on käytetty runsaasti materiaalia. Umpiaineen tulostaminen käy liian kalliiksi, joten osat pitää suunnitella uudestaan keveämmiksi tulostusta varten.

Haasteista huolimatta 3D-tulostus voi tuoda suunnattomia hyötyjä erilaisissa tilanteissa. Mika Salmi mainitsee esimerkkejä omista tutkimusaiheistaan.

”Otetaan tehdas, jossa hajoaa jokin varaosa ennakoimatta. Kun tehdas seisoo, kustannus voi olla uskomaton. Silloin 3D-tulostus voi olla avainasemassa yksittäisen osan toimitusnopeudessa. Vastaavasti hyödyt ovat suuret, jos esimerkiksi moottorin avainkomponentin optimoinnilla ja sen 3D-tulostamisella saadaan pienennettyä polttoaineen kulutusta.”