Formnext on yksi maailman suurimmista ja merkittävimmistä 3D-tulostukseen painottuvista messu- ja konferenssitapahtumista. Se järjestetään normaalisti marraskuussa Frankfurtissa, ja tälläkin kertaa ajankohta osui marraskuulle, 10-12.11.2020. Globaalista koronatilanteesta johtuen tilaisuus järjestettiin virtuaalisena, josta johtuen tapahtuman luonne hieman muuttui – nimikin oli muokattu muotoon “Formnext connect”.
Koska kyseessä ei ollut perinteinen messutapahtuma, niin näytteilleasettajat kuin aktiiviset kävijämäärätkin jäivät aiempia vuosia pienemmiksi. Viime vuonna tapahtumassa oli 34 532 kävijää, tänä vuonna lukumääräksi jäi 8451. Näytteilleasettajina oli puolestaan 203 yritystä 2200 edustajan voimin.
Formnext on alusta saakka ollut hyvin kansainvälinen tapahtuma ja virtuaalinen muoto korosti tätä trendiä entisestään. Noin kolmasosa vierailijoista oli saksalaisia ja loput vierailijoista osallistuivat yli 100 eri maasta. Tapahtuman aikana järjestettiin 221 esitystä, tai puheenvuoroa joita seurasi noin yhteensä noin 45000 katsojaa. Esiintyjien osalta käytössä oli hybridimalli – osa esittelijöistä ja panelisteista osallistuivat tapahtumaan studiosta ja osa liittyivät mukaan lankojen yli.
Tapahtuman järjestäminen onnistui pääosin hyvin, vaikka joissakin esityksissä viiveitä ilmaantuikin. Virtuaalisen tapahtuman hyvänä puolena oli se, että valtaosa esityksistä tallennettiin ja rekisteröityneet vierailijat pääsevät katsomaan niitä vuoden loppuun saakka Formnext connect –verkkoalustan kautta. Lisäksi osa esityksistä on jaettu YouTubessa, jossa ne tavoittavat suuremmankin yleisön ja pysyvät katsottavissa pidempään.
Huonojakin puoli tapahtumasta toki löytyi. Virtuaaliympäristössä esitysten klikkailu jää helposti pintaliitelyksi eikä syvällisempää perehtymistä aiheisiin välttämättä tule tehtyä. Lisäksi alustan tekninen toteutus oli “saksalaisen tehokas”, sillä pelkkään Formnext- tapahtumaan rekisteröityminen ei vielä riittänyt. Useat eri toimijat järjestivät esityksiä omien osastojensa kautta, jotka puolestaan vaativat käyttäjältä erillistä rekisteröintiä. Tämä oli toki maksutonta, mutta jatkuvaan rekisteröintilomakkeiden uudelleen täyttämiseen turhautui aika nopeasti.
Kuten edellä mainittiin, esitysten määrä oli suuri – tähän blogikirjoitukseen on tiivistetty huomioita muutamista mielenkiintoisista esityksistä.
Kiina panostaa tulevaisuuteen
Kiina on maailman kolmanneksi suurin markkina-alue 3D-tulostuksessa. Maan johto on asettanut tavoitteeksi nostaa kiina 3D-tulostuksessa maailman ykköseksi vuoteen 2025 mennessä. Kyseessä on “made in china 2025” –strateginen kehitysohjelma, jossa valtio aktiivisesti kehittää ja tukee yrityksiä valmistavan teollisuuden laiteinvestoinneissa. Kiinalla on vahva halu nousta 3D-tulostuksen osalta teknologiajohtajaksi maailmassa ja se oli ilmeisesti viime vuonna jo toiseksi suurin valtio asennettujen 3D-tulostuslaitteiden määrässä. Kyseessä ei ole hetken mielijohde, vaan Kiinassa on jo useamman vuoden ajan panostettu 3D-tulostuksen kehitykseen ja leviämiseen. Tästä tulee mieleen esimerkkinä viiden vuoden takainen uutinen, jossa kerrottiin että Kiinassa asennetaan jokaiseen yli 400.000 peruskouluun 3D-tulostin kahden vuoden kuluessa.
Kiinalla on valtion tukemana proaktiivinen lähestymiskulma 3D-tulostuksen levittämiseen maan yrityksiin. Muualla maailmassa 3D-tulostukseen liittyvät investoinnit sekä niiden takaisinmaksuaika lasketaan huolellisesti ja investointeihin päädytään vasta siinä vaiheessa, kun käyttökohteet ovat tarkasti tiedossa.
Kiinassa toimitaan päinvastoin, eli valtion tukemana investoidaan siihen, että maahan saadaan laaja laitekanta käyttöön jo ennen kuin käyttökohteita on “riittävästi” tiedossa. Ilmeisesti vasta investointien jälkeen aletaan suunnittelemaan käyttökohteita ja että riittääkö asiakkaita ja tulostettavia tuotteita. Valtion tukemana tämä voi olla ihan toimivakin ratkaisu, sillä kiinassa on suuret sisäiset markkinat ja 3D-tulostuksen käyttökohteita tuntuu löytyvän sitä enemmän, mitä enemmän valmistusmenetelmän käyttö leviää.
Jos tässä vaiheessa kysyttäisiin, että miten Suomessa valtio on viimeisen 10 vuoden aikana panostanut 3D-tulostuksen leviämiseen niin vastaus voisi aiheuttaa näin kaamosaikaan masennusta, sillä Suomi on 3D-tulostuksen osalta ollut pitkään useita vuosia muun maailman kehitystä jäljessä. Yhtenä syynä tähän lienee se, ettei valmistusmenetelmän merkitystä ole vieläkään täysin ymmärretty ja toisaalta se, että ylipäätään koulutukseen suunnattujen määrärahojen määrää on pienennetty vuosi toisensa jälkeen. Onneksi Suomessakin on viimeisen parin vuoden aikana herätty tilanteeseen, ja 3D-tulostuslaitteiden määrä on kasvanut oppilaitoksissa. Tämä ei kuitenkaan vielä riitä, vaan 3D-tulostus täytyy saada osaksi perusopetusta muiden valmistusmenetelmien rinnalle.
3D-tulostus auto- ja ajoneuvoteollisuudessa
Yksi Formnextin mielenkiintoisimpia esityksiä liittyi 3D-tulostuksen hyödyntämiseen auto- ja ajoneuvoteollisuudessa, jossa 3D-tulostuksen käyttäminen yleistyy kiihtyvällä tahdilla. Esityksessä käytiin läpi alan tilannetta ja tulevaisuutta yhdessä Audin, Continentalin ja EDAG Groupin edustajan kanssa.
Volkswagen –konsernissa 3D-tulostusta käytetään jo suhteellisen laajasti mm. prototyyppien ja tuotannon työkalujen valmistuksessa ja lopputuotteiden piensarjatuotannossa. Yrityksen mukaan lopputuotteiden valmistus on jo mahdollista vaikkakaan 3D-tulostus ei ole vielä riittävän kypsä sarjatuotannon volyymitasolle – tosin tulevaisuudessa tämäkin on todennäköisesti mahdollista.
3D-tulostus alkaa siis olla valmis täydentämään muita, jo olemassa olevia valmistusmenetelmiä standardiosien valmistuksessa autoon. Autoteollisuuden näkökulmasta standardiosien sarjavalmistus on kuitenkin edelleen se tärkein ja merkittävin osa tuotantoa. Haasteena alalla on se, että markkinoiden segmentaatio ja asiakasräätälöityjen osien määrä kasvavat jatkuvasti
Tähän liittyy myös yksi 3D-tulostuksen mahdollisuuksista – tarpeeseen täyttää todellisia, käsin kosketeltavia asiakastoiveita ja valmistaa asiakasräätälöityjä tuotteita. Asiakasräätälöityjen osien kohdalla on kuitenkin aina kysyttävä, että ovatko ihmiset valmiit maksamaan siitä enemmän – tämä riippuu yleensä siitä mitä lisäarvoa tuotteeseen on sillä saatu.
Yleisesti ottaen ihmiset eivät ole valmiita maksamaan merkittävää ylihintaa siitä, että kappale on asiakasräätälöity tai että se on valmistettu 3D-tulostamalla. He voivat olla valmiita maksamaan siitä pientä lisähintaa, mutta tällä on rajansa. Jotta lopputuotteiden valmistuskustannus saadaan pidettyä kurissa, täytyy hallita koko valmistusprosessi, ei pelkkää 3D-tulostusta.
Esimerkkejä suuresta asiakasräätälöidystä hyödystä löytyy esimerkiksi medikaalipuolelta (mm. potilaskohtaiset implantit, jne.) joissa yksilöllisyydestä/asiakasräätälöidyistä ominaisuuksista saadaan merkittävä hyöty. Tämä ja ylipäätään asiakaskohtaiset, ergonomiaan keskittyvät räätälöinnit ovat todennäköisesti korkeinta mahdollista hyötyä, mitä asiakasräätälöinnissä on mahdollista saada aikaan. Kun palvelulla saavutetaan nopeampi parantumisaika, lyhyempi sairaala-aika tai vaikkapa implantin pidempi elinikä, on suurempi hinta helposti perusteltua.
Valmistavan teollisuuden puolella on olemassa runsaasti esimerkkejä 3D-tulostetuista asioista, jotka ovat upeita ja näyttäviä luomuksia mutta kuitenkin valmistuskustannuksiltaan aivan liian kalliita, jotta niille olisi markkinoita. Siemens on esimerkiksi tutkinut 3D-tulostettujen kypärien osalta asiakasräätälöintiä ja havainnut miten hankalaa ja työlästä on saada koko prosessi kustannustehokkaaseen kuntoon. Ihmiset eivät ole valmiita maksamaan asiakasräätälöidystä kypärästä 2-3 kertaa normaalia enempää.
Muita esille nousseita esimerkkejä mahdollisista räätälöintikohteista olisi esimerkiksi kenkien/kengänpohjien valmistuksessa räätälöinti ja kohdennus jonkun tietyn urheilulajin tarpeisiin. Autojen osalla tätä olisi esimerkiksi erilaisiin ilmasto-olosuhteisiin räätälöinti (tropiikki, arktiset olosuhteet yms.) – sitä kautta asiakas saisi todellista hyötyä räätälöinnistä ja olisi siten todennäköisesti valmis myös maksamaan siitä enemmän, kuin jos kyseessä olisi vain “hieno” juttu ilman todellista hyötyä.
Sähköautojen yleistyessä yksi potentiaalisista suurimmista käyttökohteista 3D-tulostukselle on sähkömoottorien osien 3D-tulostus. Tästä on jo ilmeisesti lupaavia tuloksia, ja seuraava askel vie käyttökohteen jo volyymituotannon puolelle.
Tuoteuutuksia
Yrityksillä oli näilläkin Formnext –messuilla esillä tuoteuutuuksia, joskin osa niistä oli julkaistu jo vuoden aikana muuallakin. Tässsä on esitelty niistä kaksi.
SLM julkaisi messuilla uuden sukupolven metallitulostimen. Laite on merkiltään SLM NXG XII ja nimensä mukaisesti siinä on 12 kpl 1000W laseria. Tulostustilavuus laitteessa on 600x600x600 mm, joten sen suhteen ei merkittävää kasvua tapahtunut. Ominaisuuksien perusteella laite on ainakin teoriassa tällä hetkellä markkinoiden nopein metallitulostin. Laitteeseen on lisätty myös muuta tuotantotehokkuutta parantavaa automaatiota, mm. jauheenpoistoasema, tulostusalustan vaihto ja esilämmitys.
Linkki laitteen lisätietoihin: SLM NXG XII 600 (slm-pushing-the-limits.com)
Stratasys toi markkinoille alkuvuoden aikana uuden J-sarjan polyjet –tulostimen. Laite on merkiltään Stratasys J55 ja kyseessä on pienempi ja edullisempi versio J735/J750/J850 3D-tulostimista. Tulostusalueen koko on 140 x 200 x 190 mm. Pienemmästä koosta huolimatta kyseessä on moniväri- ja multimateriaalitulostin, jolla pystyy tulostamaan 5 eri materiaalia ja yli 500.000 väriä. Vaikka tekniikka perustuu edelleen materiaalin ruiskutukseen, poikkeaa laite selvästi muista J-sarjan laitteista. Suurimpana teknisenä erona on se, että laitteessa tulostus tapahtuu pyörivän tulostusalustan päälle.
Muutamia eri esityksistä poimittuja huomioita:
- Euroopan patenttiviraston tutkimuksen mukaan valtaosa 3D-tulostukseen liittyvistä patenteista haetaan Yhdysvalloissa jonka jälkeen perässä seuraa Saksa. Muut osallistujamaat ovat tilastoissa kaukana näiden takana.
- Siemensillä on ympäri maailmaa 3D-tulostuskeskuksia (digital warehouses -tulostetaan varaosia siellä missä niitä tarvitaan). Tähän liittyvät sovellukset ja toimintamallit tulevat olemaan kysyttyjä jatkossa. Jotta “on demand” -valmistus on mahdollista, tarvitaan ohjelmisto/platform joka tukee tämäntapaista toimintaa.
- Jatkossa valmistavan teollisuuden 3D-tulostusprosessit integroituvat niin, että suuret tulostuskoneet automaattisesti putsaavat osat vähentäen jälkikäsittelyihin kuluvaa manuaalityötä. Tämän tyyppisten automaattisten 3D-tulostustehtaiden sijainti ei ole enää niin kriittistä, koska työvoimantarve on vähäistä – ne voidaan sijoittaa maailmalla melkein minne vain.
- Sähkömoottorien komponentit tulevat sähköautojen valmistusmäärien lisääntymisen myötä olemaan yksi suuren voluumin käyttökohteista 3D-tulostukselle.
Linkkejä joihinkin YouTubesta löytyviin Formnext connect 2020 –esityksiin:
- TCT Conference @ Formnext, Day 2: https://www.youtube.com/watch?v=eD2mHEB-jdk
- Formnext 2020 Expert Session – Future of Design & Manufacturing with Würth, Baker Hughes, and Ansys: https://youtu.be/6NOOx2i32ZQ
- Sustainability – an underestimated factor in AM?: https://youtu.be/JLeelXjReM8
- AM in the automotive industry: https://youtu.be/SIY2sA6Qudw
Antti Alonen
tki-asiantuntija
Savonia-ammattikorkeakoulu
