3D-tulostusta on käytetty teollisuudessa yli 25 vuotta. Nokia hyödynsi jo 90-luvulla kännykkäteknologiassa mallintamista puhelimien komponenteissa.
3D-mallintamista käytetään eniten elektroniikka- ja keskiraskaassa teollisuudessa, jossa komponenttien ja varaosien tarve on suuri. Valmistavan teollisuuden yritykset ja projektitoimittajat, kuten Kone ja Wärtsilä, hyödyntävät tulostustekniikkaa tuotekehittelyssä, ja yhä enemmän myös lopputuotteen valmistuksessa.
– 3D-tulostuksen jälkeen kappale on harvoin valmis tuote. Sen viimeistelyyn, vaikkapa pumpuksi, tarvitaan vaativaa materiaaliosaamista valmistus- ja tuotantotekniikkaa myöten. Yleensä komponentteja työstetään vielä koneistamalla ja hiennolla, puheenjohtaja Jukka Tuomi Suomen Pikavalmistusyhdistyksestä kertoo.
Prototyyppien ja mallikappaleiden valmistus 3D:nä on rutiinia yrityksissä. Tuotesuunnittelussa mallintamisella luodaan digitaaliset valmistusreseptit. Näillä ohjeilla esimerkiksi tarvittavat varaosat valmistetaan koneisiin ja laitteisiin asennettaviksi.
Erikoiskomponenttien käyttö lopputuotteissa on kasvussa. Kalevala Koru on edelläkävijänä 3D-mallintamisessa ja -tulostuksessa. Jotkin heidän korusarjansa valmistetaan lopputuotteeksi 3D-tulostusta käyttäen.
3D-tulostus lähitoimitusmalliksi
3D-tulostus muuttaa kuljetusta ja tuo kustannussäästöjä. Suomessa on noin 10 teolliseen 3D-tulostukseen erikoistunutta yritystä. Tulostuslaitteet ovat tulevaisuudessa hajautettuna globaalisti niin, että Suomessa 3D-mallinnettu komponentti voidaan tulostaa kohdemaassa ja asentaa se siellä lopputuotteeseen.
– Säästö logistiikkakustannuksissa on huomattava. Varastoissa on hyllymetreittäin osia, joita ei tarvita koskaan, Tuomi laskee.
Tulevaisuus on 3D:n
3D-mallinnuksen kasvu on viime vuosina ollut 25–30 prosenttia kansainvälisesti. Tuomen mukaan Suomessa on paljon korkean teknologian yrityksiä ja suunnitteluosaamista. Uuden valmistustekniikan oppiminen vaatii vielä aikaa. Pelkästään perinteisillä valmistustekniikoilla ei enää tehdä suorituskykyisiä tuotteita.
Esimerkiksi lentokoneteollisuudessa 3D-tulostuksella valmistetaan jo lentokoneen moottorin polttoainesuuttimia. Kevyempi optimoitu moottori laskee polttoaineen kulutusta. Seuraava askel on saada lentokoneiden kokonaispainosta pois jopa 30 prosenttia, jotta lentämisen kustannukset laskevat.
3D luo kappaleen toiminnallisuuteen ja suorituskykyyn merkittäviä parannuksia, koska suunnittelussa voidaan toteuttaa hyvinkin monimutkaisia geometrisiä rakenteita ja prosessoida eri materiaalista tuotteita. Kevyet ja älykkäät tuotteet ovat kustannustehokkaita.
Lääketieteen ja teollisuuden klusterit
Suomessa 3D-tulostusta käytetään lähinnä teollisuus- ja sairaalateknologiassa. Vaikeiden luunmurtumien ja sairauksien hoidossa 3D-mallinnus on arkea. 3D-tulostetun pohjalta mallikappaleelle tehdään hoitosuunnitelma ja vasta sitten varsinainen operaatio. Potilasturvallisuus lisääntyy ja hoitotoimenpiteen jälkeinen kuntoutuminen nopeutuu.
Tuomi visioi, että Suomeen on tulossa uusi teollisuuden ja lääketieteen klusteri, jonka ympärillä 3D-tulostuspohjainen osaaminen keskittyy ja kasvaa High End -tulostuskapasiteetiksi.
