3D-tulostus on elänyt viimeiset vuodet rajua nousukautta, eikä ihme – kyky valmistaa kappaleita kerros kerrokselta mahdollistaa muotojen ja ominaisuuksien tekemisen, joka aiemmin on ollut haave vain. Suurin osa tavallisista kaduntallaajistakin on nykyään tietoinen tästä uudesta tekniikasta pitkälti siksi, että media on kirjoittanut paljon aiheesta ja 3D-tulostimia löytyy esimerkiksi Clas Ohlsonin hyllyltä. Selvää kuitenkin on, että kuluttajille suunnatut tulostimet tuotantokykyineen ja laatuineen eivät kilpaile muovien sarjatuotantoa vastaan.
Teollisuudessa 3D-tulostuksen mahdollisuuksia on hyödynnetty prototyyppien valmistukseen jo parinkymmenen vuoden ajan. Prototyyppien rinnalle on jo vuosia sitten tullut myös muovisten loppukappaleiden valmistus komponenttien ensimmäisissä versioissa sekä sarjavalmistus piensarjoissa. Isommissa sarjakoissa 3D-tulostimet ovat olleet ruiskuvaluun suhteutettuna kuitenkin liian hitaita ja kalliita. Ainakin tähän asti.
Uhkaako 3D-tulostus ruiskuvalutekniikkaa?
Viime vuosina 3D-tulostusmarkkinoille on tullut lisää toimijoita kuten tavallisen paperitulostusmaailman jättiläinen HP ja täysin uusi yritys Carbon3D, joka ilmestyessään neljä vuotta sitten oli sata kertaa nopeampi kuin muut muovien 3D-tulostustekniikat. Nopeuden lisäksi Carbon3D:n pinnanlaatu sekä saatavilla olevat materiaalit ominaisuuksineen pärjäävät ruiskuvaletuille komponenteille. Ei siis ole ihme, että nopeus yhdistettynä hyvään laatuun on jo alkanut syömään muovien ruiskuvalutekniikalta markkinaosuutta tietyillä osa-alueilla. Esimerkiksi tietotekniikkayhtiö Oracle kykeni tuottamaan juuri Carbon3D:n tekniikkaa hyödyntämällä 10 000 kappaletta pieniä, noin 1 cm x 2 cm x 1 cm kooltaan olevia, komponentteja vain päivissä ilman kalliita muottien koneistuksia.
Eivätkä nopeat 3D-tulostuslaitteistot jää vain Carbon3D:hen. Markkinoille on sittemmin tullut jo useita eri valmistajia, jotka yltävät samoihin valmistusnopeuksiin. EOS, joka on 3D-tulostusmaailman pioneereja ja jättiläisiä, julkaisi vuosi sitten uuden muovien 3D-tulostuskoneensa, joka tulee hyödyntämään väitetysti miljoonaa diodilaseria kappaleiden valmistuksessa. Uudella koneellaan he markkinoivat pystyvänsä kilpailemaan entistä useammissa komponenteissa ruiskuvalua vastaan. Lopullinen varmuus tälle saadaan, kun kone tulee myyntiin lähivuosina.
3D-tulostuksesta tukea muovien tehokkaampaan ruiskuvalamiseen
Kuten aiemmin todettua, 3D-tulostus tulee muuttamaan tapaamme valmistaa tuotteita muoveissa mutta myös metalleissa, ja siksi jokaisen yrityksen on tärkeää tarkastella, mitä muutoksia tämä tuo yrityksen prosesseihin. 3D-tulostusta ei kannata nähdä mörkönä vaan mahdollisuutena.
Hyödyntämällä esimerkiksi metallien 3D-tulostusta, voidaan nykyistä muovien tuotantotapaa tehostaa ja parantaa. Koska 3D-tulostus tarjoaa monimutkaisten muotojen tuottamista huomattavasti järkevämmin ja kustannustehokkaammin kuin koneistaminen, on se oivallinen tapa virittää tuotantolinjaa huippuunsa.
Muottien sisäiset jäähdytyskanavat saadaan mukailemaan valmistettavan kappaleen pinnanmuotoja ja sijoitettua siten, että jäähdytys tapahtuu tasaisemmin kuin pelkillä poratuilla rei’illä.
Kärcher on esimerkiksi hyödyntänyt tätä menetelmää painepesuriensa ikonisten keltaisten muovikoteloiden tuotannossa. Aivan kokonaan suurehkoa muottia ei ole tulostettu metallista vaan ainoastaan osa-alueet, jotka on todettu pullonkauloiksi. Tällä tavalla jäähdytyssykliä saatiin parannettua yli 50 %, joka puolestaan johti parantuneeseen tuotantoon: uudella muotilla pystytään tuottamaan nykyään yli 40 % enemmän valmiita kappaleita vuorokaudessa kuin aiemmin.
Silmät pitää avata viimeistään nyt
Olipa kyseessä sitten muovien tai metallien 3D-tulostus, on molemmista tapauksista mahdollista löytää etuja, joilla tehostaa oman yrityksen toimintaa. Jokaisen yrityksen täytyy kuitenkin selvittää itselleen paras keino toimia 3D-tulostuksen maailmassa. Olipa se keino hankkia oma muovitulostin tukemaan matalamman sarjakoon tuotantoa, metallien tulostamisen tuotannon tehostamiseen tai vaikka tulostettujen varaosien tilaaminen omiin tuotantolaitteisiin seisakkiajan vähentämiseksi. Vain mielikuvitus on rajana miten hyödyntää 3D-tulostusta parhaiten.
Realistisesti ajateltuna 3D-tulostus ei aivan lähiaikoina tule syömään koko ruiskuvaluteollisuutta mutta reunoja se saattaa ruveta jo nakertamaan. Kannattaa siis miettiä miten muuttuvasta tilanteesta voi itse hyötyä.
Teksti: Iikka Rytkönen, 3D-tulostuksen asiantuntija, Etteplan