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.

Kèlifos – Gramophone Designer Alice Barky Kuva: Hannu Oksanen

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 Lifestyle, Orberteil im ”King Arthur Style”
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

Villeimmätkin visiot todeksi – 3D-tekniikoiden avulla

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *