Technobothnian uudet 3D-tulostimet nostavat laadun seuraavalle tasolle

Entistä tarkempi laatu, lujempi lopputuote ja muutenkin paremmat valmiin kappaleen mekaaniset ominaisuudet. Näitä on odotettavissa nyt, kun Technobothnian laboratorioon on saatu kaksi uutta lasertekniikkaa hyödyntävää 3D-tulostinta.

Tulostimet hankittiin käytettyinä Origo Engineeringiltä, vaasalaiselta mekaniikkasuunnitteluun ja 3D-tulostamiseen keskittyneeltä insinööritoimistolta, jonka kanssa Vaasan ammattikorkeakoululla on ollut pitkään hyvää yhteistyötä. Origo Engineeringin perustajat ovat opiskelleet konetekniikan tutkinnot VAMKissa, ja haluavat omalta osaltaan edistää alan osaamista.

– Uusien tulostuslaitteiden myötä voidaan aidosti puhua teollisuustason 3D-tulosteista, sanoo VAMKin konetekniikan tuntiopettaja Osku Hirvonen.

3D-tulostuslaitteet ovat SLS-tekniikalla toimivia Sinterit Lisa Pro -malleja, ja niistä toinen on nyt VAMKin oma. Toinen on vielä Origo Engineeringin omaisuutta, mutta Technobothniassa molempia tulostuslaitteita voivat hyödyntää niin VAMKin kuin Novian ja Vaasan yliopistonkin opiskelijat.

– Koneet otetaan välittömästi käyttöön opetuksessa ja tutkimuksessa. Esimerkiksi neljännen vuosikurssin robotiikan kurssin projektit ovat käynnissä ja jatkuvat jouluun. Ehdimme heidänkin kanssaan käyttää näitä uusia, nopeampia ja tarkempia 3D-tulostimia.

Lisäksi VAMK järjestää tänä syksynä ensimmäisen kerran 3D-tulostuskurssin myös muille kuin opiskelijoille. Kurssilla parikymmentä 3D-tulostamisesta kiinnostunutta osallistujaa. Hekin pääsevät tulostamaan kurssin harjoitustehtäviä uusilla tulostimilla.

– Kurssin osallistujat ovat teollisuusyrityksistä, joista on kyselty tällaisen yhteistyön perään. Suunnitelmissa on myöhemmin vielä laajentaa kurssin oppimäärää ja räätälöidä yrityksille myös lyhyitä täsmäpaketteja.

Oikeita, käytettäviä tuotteita

Nyt hankitut 3D-tulostimet on tarkoitettu edistyneille käyttäjille, ja niiden ominaisuuksien hyödyntäminen vaatii enemmän taitoja kuin entisten Technobothnian muiden tulostimien. Opiskelijoiden taidot karttuvat siis kattamaan myös vaativat suunnitteluprojektit.

– Näillä voi tulostaa ihan käyttökelpoisia lopputuotteita pelkkien prototyyppien lisäksi. Opiskelija voi suunnitella esimerkiksi robotiikan projektityönä työkalurungon robotille, ja sen voi sitten tällä tulostaa ja ottaa sellaisenaan käyttöön, Osku Hirvonen sanoo.

Technobothnia voi myydä tulostusaikaa esimerkiksi insinööritoimistoille ja muille alueen yrityksille sekä myös yksityishenkilöille, joilla on vastaavia tarpeita. Laitteet soveltuvat parhaiten yksittäiskappaleiden tulostamiseen, eli varsinaista sarjatuotantoa niillä ei kannata tehdä.

­– Valmiin mallin tulostamisella saa suunnittelutyön tuloksen konkreettisesti näkyviin ja pääsee nopeasti testaamaan suunniteltua kappaletta käytännössä. Tulostusmateriaaleina käytössä ovat pääosin PA12-polyamidi, joka tunnetaan myös nylonina, sekä venyvä ja esimerkiksi liitoksiin sopiva Flexa. Materiaalitkin vastaavat teollisuuden vaatimuksia paremmin kuin perinteiset, pursotustekniikalle soveltuvat muovilaadut.

3D on nouseva ala

Sinterit Lisa Pro -tulostimia on käytössä vasta muutamassa suomalaisessa ammattikorkeakoulussa. Opiskelijoille uudet laitehankinnat tekevät laboratoriotyöskentelystä entistä kiinnostavampaa. Suomi on muutenkin 3D-tulostamisen suurmaa. Esimerkiksi metallin 3D-tulostamisen tekniikka on kehitetty alun perin Suomessa.

Toistakymmentä vuotta 3D-tulostuslaboratorion kehityksestä vastanneen Osku Hirvosen mukaan osa on niin innostuneita asiasta, että ovat hankkineet kotiinkin oman 3D-tulostimen.

– Ala kehittyy niin nopeasti, että hyvä kun perässä pysyy. Siksi on hienoa, että Technobothnia on ottanut 3D-tulostuksen maailmassa askeleen eteenpäin.

Fakta: Miten 3D-lasertulostus toimii?

3D-lasertulostuksessa tulostetaan muovilangan sijasta erittäin hienojakoisesta muovijauheesta. Tulostin on kuin uuni, jossa on kaksi osastoa, toinen jauheelle ja toinen tulostettavalle kappaleelle. Aluksi tulostustila lämpenee 180 asteeseen, lähelle tulostettavan materiaalin sulamispistettä. Sitten alkaa tulostus, jossa ohut kerros kerrallaan tulostusjauhetta viedään tulostusalueelle. Siellä lasersäde nostaa tulostusmateriaalin lämpötilan sulamispisteen yli, tarkasti, kerros kerrokselta niin, että lopullinen kappale hiljalleen muodostuu. Lämpötila on hyvin kriittinen asia, ja tulostukseen kuluvasta ajasta valtaosa meneekin ensin lämmitykseen ja sitten jäähdytykseen. Tarkkuuden ja nopeuden ansiosta tekniikka mahdollistaa jo pienimuotoisen teollisen tuotannon.