3D-menetelmät ovat nykypäivää ja viemässä meitä kohti tehokkaampaa ja parempaa huomista.
Valmistusmenetelminä ne pitävät sisällään erilaiset 3D-tulostus- ja jyrsintätekniikat. Valmistettavat
kappaleet suunnitellaan 3D-mallinnusohjelmilla, joita löytyy erilaisille käyttäjille ja erilaisiin
käyttötarkoituksiin. Osa vaatii syventymistä aiheeseen, toisia osaa lapsikin käyttää.
Nykyään paljon tapetilla ollut 3D-tulostus, jonka hypetys on onneksi hieman laantumassa, tuo tullessaan
lähes häkellyttävän määrän mahdollisuuksia. Valmistettavan kappaleen geometrialle ei ole käytännössä
mitään rajoituksia. Suunnittelussa ei tarvitse huomioida työstökeskuksen terien ulottuvuuksia tai
muottiteknologian asettamia rajoituksia. Tämä mahdollistaa sisäkkäisten rakenteiden ja jopa valmiiden
kokoonpanojen valmistamisen yhdellä tulostuksella.
3D-tekniikat antavat niitä käyttäville yrityksille lyömättömiä kilpailuetuja. Tuotantomenetelmänä 3D-
tekniikat mahdollistavat nopean vastaamisen markkinoiden tarpeisiin. Jos jostain syystä tuotantoon on
päätynyt kappale, jossa ilmenee joko jokin tekninen virhe tai tuote ei vain ole haluttava, se voidaan
suunnitella uudestaan ja siirtää tuotantoon nopeasti. Kalliita muotteja tai tuotantolinjoja ei tarvitse
suunnitella ja toteuttaa, kokoonpanoa ja jälkikäsittelyä lukuun ottamatta. Samoista syistä 3D-tekniikoilla
voidaan helposti räätälöidä esimerkiksi kooltaan, ulkonäöltään tai käytettävyydeltään pieni sarja juuri
tietylle asiakkaalle suunnattuja tuotteita. Suurin kustannuksia lisäävä tekijä on uuden kappaleen
suunnittelu.
Tuotekehityksessä 3D-tekniikat mahdollistavat esimerkiksi tuotteen testaamisen useassa suunnittelun
vaiheessa. Komponentteja voidaan sovittaa jo ensimmäiseen karkeaan 3D-tulostettuun versioon ja
tuotekehityksen loppupäässä käytettävyyttä sekä ilmettä voidaan hioa viimeisteltyjen pikamallien avulla.
Vaikka tulosteita joutuisi tekemään kymmeniä, niihin käytetyt resurssit ovat yritykselle todella pieni
investointi suhteessa saavutettuun hyötyyn. Kun tuote on viimeistelty, se voidaan tuoda markkinoille
liukuvasti 3D-tekniikoilla valmistettuna ja nostaa massatuotanto vauhtiin esimerkiksi ruiskuvalamalla.
3D-tulostaminen tuo tullessaan täysin uudenlaisen mahdollisuuden pienille tekijöille ryhtyä tuottamaan
piensarjaa omasta tuotteestaan. Valmistus siis siirtyy osittain isoista tehtaista pieniin pajoihin. Kuten
aiemmin mainitsin, 3D-mallien suunnitteluohjelmia on todella paljon, osa niistä on jopa ilmaisia. 3D-
tulostimen voi saada nykyään edullisemmin kuin älypuhelimen. Periaatteessa kuka tahansa voi ostaa
itselleen tällaisen pienen tehtaan ja ryhtyä tuottamaan itse suunnittelemaansa tuotetta pienessä
mittakaavassa, yhtenäisenä sarjana ja vähäisellä ihmistyöpanoksella. Käytännössä mediassa asiasta on
luotu turhan ruusuinen kuvan – kannattavan tuotteen suunnitteleminen ei ole aivan läpihuutojuttu.
3D-tekniikat mahdollistavat täysin yksilöllisten kappaleiden valmistamisen kustannustehokkaasti ja
ennenäkemättömällä laadulla. Joissakin tapauksissa uniikkia kappaletta ei erota ulkonäöltään tai
ominaisuuksiltaan massatuotetusta ja usein ammattimaisen 3D-tulosteen laatu päihittää valukappaleen.
3D-skannaamista hyödyntämällä voidaan suunnitella esimerkiksi valmiiseen kokoonpanoon tai johonkin
reaalimaailman pintaan täydellisesti sopiva kappale. Toisekseen skannaamalla on mahdollista hyödyntää
uuden mallin suunnittelussa olemassa olevaa kappaletta, jonka 3D-mallia ei ole saatavissa.
Tavallaan 3D-menetelmät tekevät tuotekehitykselle ja valmistavalle teollisuudelle saman, mitä laiva, auto,
lentokone ja internet ovat tehneet maailmalle. Välimatkat lyhenevät ja kommunikointi paranee.
Käytännössä tuote voidaan suunnitella toisella puolella maapalloa, ja se voidaan valmistaa toisella puolella
ilman ihmisten tai materian siirtymistä. Kaikki tarvittava tieto ja itse kappale siirtyvät bitteinä
silmänräpäyksessä. Suurin hyöty tästä on paikalliselle valmistukselle. 3D-tulostin ja sen käyttämät
materiaalit voivat sijaita esimerkiksi avaruusasemalla. Jos satojen kilometrien päässä Maasta kiertävällä
avaruusasemalla tarvitaan jotain erikoistyökalua, se voidaan suunnitella maassa ja lähettää hetkessä
asemalle tulostettavaksi. Tämä tuo merkittäviä aika- ja kustannussäästöjä, vaikka SpaceX tekeekin hyvää
työtä avaruuskuljetusten kustannustehokkuuden parantamiseksi. Sama idea voi tuoda apua – ehkä jopa
pelastaa ihmishenkiä – kriisialueilla ja kehitysmaissa. Maailmalla hajallaan olevaa suunnittelutaitoa voidaan
hyödyntää missä tahansa sijaitsevan ongelman ratkaisemiseksi.
FKM Lasersintering
Kuva: Hannu Oksanen
Yhteenvetona voidaan sanoa, että 3D-menetelmät tuovat valmistuksen suurista tehtaista pieniin pajoihin,
jopa koteihin. Suuressa mittakaavassa 3D-tekniikat mahdollistavat yritysten nopean vastaamisen kysynnän
muutoksiin: Olemassa olevaa tuotetta voidaan muokata sen ollessa jo tuotannossa ja uudet tuotteet
saadaan nopeasti markkinoille. 3D-tulostetusta sarjasta voidaan siirtyä liukuvasti massatuotantoon tai
tuotetta voidaan valmistaa vain tilauksen mukaan on demand -periaatteella. 3D-tekniikat mahdollistavat
täysin uudenlaisten ja jopa uniikkien tuotteiden toteutuksen laadukkaasti ja kustannustehokkaasti.
Tuotekehityksessä 3D-tekniikat toimivat niin suunnittelun tukena kuin edesauttavat tuotannon
aloittamista. Samalla nämä tekniikat tasa-arvoistavat maailmaa, tuovat uusia mahdollisuuksia eri
tieteenaloille, kuten lääketieteeseen, ja voivat olla osana ihmiskunnan suurien ongelmien ratkaisemisessa.
Voidaan siis todeta, että olemme todistamassa neljättä tuotannon vallankumousta. Meillä suunnittelijoilla
on hallussamme yksi tulevaisuuden tärkeimmistä resursseista – taito ajatella.
Hannu Oksanen
lehtori, muotoilun koulutus
Savonia-ammattikorkeakoulu
Ville Pietiläinen
teollinen muotoilija
Savonia-ammattikorkeakoulu
