09/06/2022
Nopeasti kehittyvä 3D-tulostus on yksi ratkaisu komponenttipulaan
3D-tulostus on teknologiana nuori ja melko tuntematon, minkä takia sitä ei vielä hyödynnetä täysimääräisesti. Menetelmä on kuitenkin kehittynyt kovaa vauhtia, eikä sitä komponenttipulankaan valossa kannata jättää huomioimatta. Isoimpana haasteena näemme, ettei menetelmän mahdollisuuksia vielä ymmärretä tarpeeksi. Parhaimmillaan 3D-tulostus uudistaa koko liiketoimintasi, kun saat tulostettua tuotteet ja varaosat hetkessä lähellä käyttäjää.
3D-tulosteiden sarjatuotanto on jo arkipäivää. Teknologiaa vaivaavat kuitenkin standardoinnin puute ja valmistustavan erilaisuus perinteisiin valmistusmenetelmiin verrattuna. Suurimpana haasteena sen laajamittaiselle hyödyntämiselle näemme kuitenkin, että vielä ei ymmärretä, mitä kaikkea valmistusmenetelmä mahdollistaa.
Kun pystyt tulostamaan kappeleita helposti ja huomioimaan tuotteen elinkaaren jo suunnitteluvaiheessa, koko liiketoimintasi mullistuu – voit yhtäkkiä valmistaa paikallisella osaamisella myös ne kappaleet, jotka on aiemmin tuotettu kauempana. Myös kunnossapito- ja varaosatoimitukset nopeutuvat, ja ne voidaan tehdä jopa paikan päällä. Tämä taas vaikuttaa koko liiketoimintalogiikkaasi.
3D-tulostuksella kappaleista saadaan kevyempiä ja edullisempia
Yksi 3D-tulostuksen hienouksista on, että se antaa sinulle vapauden määrittää, mihin kohtaan kappaletta materiaali sijoittuu. Näin pystyt säästämään materiaalia lastuamiseen tai valamiseen verrattuna, kun optimoit 3D-tulostettavat osat mahdollisimman hyvin käyttöön sopiviksi. Menetelmällä on myös mahdollista yhdistää useita osia yhdeksi kappaleeksi, mikä vähentää kokoonpanon tarvetta ja nimikkeiden määrää.
Mitä enemmän simuloit kappaleen toimintaa ja ymmärrät valmistusmenetelmän mahdollisuuksia, sitä enemmän saat vähennettyä materiaalinkulutusta ja sitä edullisempaa valmistuksesta tulee. Oleellista on, että osaat suunnittelussa käyttää 3D-tulostuksen mahdollisuudet hyödyksi.
Mikä parasta, kappaleen painoa keventämällä myös asiakkaallesi tarjoutuu usein säästömahdollisuus. Esimerkiksi mitä kevyemmäksi metsätyökoneen puomin saa, sitä vähemmän sen liikuttaminen kuluttaa energiaa. Vaihtoehtoisesti säästetyn energian voi hyödyntää kapasiteetin lisäyksenä. Kevyen rakenteen liikkeitä on niin ikään helpompi hallita.
Kohti entistä energiatehokkaampia ratkaisuja
3D-tulostus mahdollistaa myös sellaisten kappaleiden optimoinnin, joiden sisällä kulkee virtaus. Tästä on suurta hyötyä vaikkapa jäähdytyksen ja lämmityksen suunnittelussa, kun pystyt optimoimaan lämmönsiirtymistä virtauslaskennan avulla.
Lisäksi voit valmistaa entistä haastavimpia kappaleita. Pystyt esimerkiksi tekemään kappaleen sisälle sellaisia reikiä, joiden teko ei poraamalla tai valamalla onnistu. Kun määrität ensin rajapinnat, käytettävät materiaalit ja niiden mekaaniset ominaisuudet, pääset tulostamaan optimoidun kappaleen.
3D-tulostuksen sarjatuotanto sopii myös pienille kappaleille, joita saadaan yhdestä ajosta kymmeniä tai jopa satoja. Kappale pitää kuitenkin aina suunnitella tulostettaviksi, samalla tavalla kuin valukappale suunnitellaan valettavaksi.
Isojakin kappaleita voi jo tulostaa
Suomessa käynnistyi tänä keväänä DIMECCin johtama DREAMS-projekti, jossa luodaan 3D-metallitulostuksen avoin materiaalitietokanta. Tietopankin avulla korvataan alan standardien puutetta ja helpotetaan 3D-tulostamisen hyödyntämistä kaikkein vaativimmissa sovelluskohteissa. DREAMS on Business Finlandin rahoittama ja osa FAME-ekosysteemiä.
Projektiin osallistuu iso joukko tutkimuslaitoksia ja yrityksiä, ja myös Elomatic on mukana kehittämässä WAAM-tulostusta (Wire and Arc Additive Manufacturing), jossa robotti hitsaa rakenteita kerros kerrokselta. Näin on mahdollista tulostaa isojakin metallikappaleita, eikä koosta muodostu rajoitetta niin kuin 3D-laitteella tulostettaessa. Valmistetaanpa menetelmällä raketin polttoainesäiliöitäkin!
Lisäävän valmistuksen menetelmät tuovat helpotusta etenkin kriisiaikoina, jolloin kappaleiden maahantuonti muodostuu pullonkaulaksi: kun riittää että tieto liikkuu, voi kappaleet valmistaa nopealla osavalmistuksella kotimaassa. WAAM-tulostuksen etuna mainittakoon vielä, että sen materiaalina käytetään hitsauslankaa, jota on helpompi tuoda Suomeen kuin vaikka teräslevyjä.