MAKER -KULTTUURI PK SEUDULLA osa 1. Aalto-yliopisto ADDLAB

3D-tulostuksen ympärillä riittää kuhinaa. Uusia toimijoita nousee alalle vauhdilla ja mediassa uutisoidaan jatkuvasti uusista aluevaltauksista niin lääketieteen kuin rakennusalankin tiimoilta. Kerromme uusimmista muutoksista ja parannuksista sekä tietoa siitä, mitä kotikulmillasi tällä hetkellä tapahtuu. Esittelemme lisäksi erilaisia toimintaympäristöjä, joissa 3D-tulostus on pääosassa. Toiset puitteet saattavat olla jo tuttuja, toisista et ehkä ole vielä kuullutkaan. 

On luontevaa aloittaa artikkelisarja Aalto-yliopiston digitaalisen suunnittelun laboratoriosta eli ADDLABista Espoon Otaniemessä. Voisin väittää, että täällä on käytössä Suomen oppilaitoksista laajin valikoima 3D-tulostimia. Haastattelen tutkija Sergei Chekurovia sekä  tutkimusjohtaja Mika Salmea. Molemmat ovat tuttuja kasvoja 3D-tulostuspiireissä. 

Astuessani hallin ovesta sisään huomaan heti, että 3D-tulostimet ovat vallanneet tilan. On sintrauslaitteistoa, FDM:ä, SLA:ta ja Polyjettia. Hallin poikki mentyäni tilat ovat laajentuneet seuraavaan halliin tullessani. Samalla kun pojat esittelevät uusia tiloja, saan kuulla tilannepäivitystä viimeisimmistä projekteista. Mutta mennään ensiksi ajassa hieman taaksepäin, tarkalleen ottaen kuuden vuoden päähän.

HISTORIAA 

ADDlLAB on toiminut vuodesta 2011, jolloin arkkitehti Kivi Sotamaa sai rahoituksen perustaa ADDLAB, insinööritieteiden, taiteiden ja suunnittelun korkeakoulujen yhteisprojektiksi. Ensimmäiseksi palkattiin muutama designer sekä insinööri. Sergei sai tehtäväkseen hankkia monipuolisen laitekannan. Aluksi projektit olivat design-vetoisia, yritysprojektit aloitettiin hieman myöhemmin. Vuonna 2012 alkoivat ensimmäiset kurssit opiskelijoille. Tähän päivään mennessä jo noin 600 opiskelijaa on käynyt lyhyen 3D-tulostimen käyttökurssin. Laajemman ja syvemmälle vievän Advanced Manufacturing kurssin on suorittanut noin 400 opiskelijaa.

Vuonna 2013 avattiin professorin työtehtävä tulevaisuuden tuotantomenetelmiin, johon valittiin Suomen 3D-tulostuksen Grand Old Man Jouni Partanen. Hän on toiminut jo 90-luvulla alan johtavan 3D Systemsin tuotekehityspäällikkönä. Jounin laajan verkoston ansiosta hän toi mukanaan kokonaisen tutkijaryhmän, jotka olivat työskennelleet 3D-tulostuksen parissa BIT Tutkimuskeskuksessa 90-luvun alusta asti. 

Tällä hetkellä laitteita hankitaan tutkimuksen ja opetuksen tarpeeseen ja erityisesti laitteet, jotka tuovat uusia mahdollisuuksia, ovat kiinnostavia. Toisaalta rakenteilla on useita omiakin tutkimuslaitteita, joissa tutkimusta voidaan tehdä avoimilla prosessiparametreillä. Niitä käytetään pääasiassa opetuksessa ja tutkimuksessa. Aiheina ovat mm. prosessien kehittäminen, materiaalikehitys, laitekehitys, koulutusprojektit ja yritysyhteistyö. Moni muukin  Aallon kurssi hyödyntää opetuksessaan ADDLABin kapasiteettia ja lisäksi useat erikoistyöt sekä lopputyöt saavat aiheen ADD Labista

YHTEISTYÖTÄ JA REKRYTOINTIA

Teette myös paljon yritysyhteistyötä? Voitteko kertoa enemmän näistä projekteista?

Tavoitteemme on saada suomalaisia yrityksiä hyödyntämään 3D-tulostuksen mahdollisuuksia. Julkisesti rahoitetuista projekteista juuri päättyi digitaalisiin varaosiin keskittyvät projekti, missä ajatuksena on säilyttää tieto varaosista digitaalisena ja mikä mahdollistaa tulostuksen tarpeen mukaan lähellä loppukäyttäjää. Meneillään ovat mm. Finnish Industry New age 3D projekti, valimo- ja konepajateollisuuden kehityshanke, jolla edistetään suomalaisen teollisuuden valmiuksia käyttöönottaa mahdollistavia digitaalisia teknologiota, kuten teollista internetiä sekä hyödyntäen 3D-tulostusta.

CraMaxS -projektin tavoitteena on kehittää uusia yksilöllisiä hoitomahdollisuuksia terveydenhuoltoon ja parantaa erityisesti kallon ja kasvojen alueen suurten luuvaurioiden hoitotuloksia. Projektissa on tarkoitus kehittää toiminnallinen prosessi yksilöllisten implanttien valmistukseen. 3DSURPRISE projektissa tutkitaan ruuan 3D-tulostamista ja MetAMMI EU projektissa kehitetään metrologiaa 3D-tulostetuille implanteille. 

Yksi esimerkki TEKES-projekteista on opiskelijatiimin komposiittiprintteri mekatroniikkaprojektissa. Aalto haki projektissa syntyneelle keksinnölle patenttia sekä TEKESin tutkimuksesta liiketoimintaan kaupallistamisrahoitusta. Tällä hetkellä komposiittiprintterin valmistaneet opiskelijat ovat töissä Aalto Yliopistolla ja kehittävät laitetta entisestään sekä selvittävät sen kaupallistamista.

Kyselevätkö yritykset työntekijöitä missä määrin alalta?

Tämä on alan suurin rekrykanava. Yritykset haluavat diplomityöntekijöitä. Tehtäväksi annetaan esimerkiksi 6 kk projekti, jossa opiskelijat saavan näyttää mitä he saavat aikaan. Suomalaiset yritykset ovat onneksi alkaneet herätä 3D-tulostuksen mahdollisuuksiin. Suurin ongelma on se, että eri laitevalmistajia on yli tuhat ja uusia syntyy koko ajan. Yrityksen voi olla haastavaa löytää toimintaan sopivaa laitteistoa. Välillä päädytään testaamaan yhtä ja rakennetaan sen pohjalta mielipide koko laitekannasta. Yritysten vaikeuden löytää osaajia tekee mukaan lähdöstä haasteellista.

3D-TULOSTUKSEN HYÖDYT SEKÄ KÄYTETYT MATERIAALIT 

Miksi sitten kannattaa hyödyntää 3D-tulostusta?

Se mahdollistaa suunnitteluvapauden ja parhaimmillaan voi korvata suuren osan perinteisestä valmistuksesta. Esim. kuulolaitevalmistajilla meni noin kaksi vuotta, kun laitteiden kuorista tulostettiin 95%. Ilmailuteollisuudessa painon vähentämisellä voidaan säästää polttoainekustannuksia. Tulevaisuudessa suorituskykyisemmillä komponenteilla on suuri kysyntä ja yhä useammin niiden valmistusmenetelminä käytetään 3D-tulostustusta. 

Sergei uskoo, että optometria tulee olemaan yksi seuraavista suuren myllerryksen kokevista aloista. Tässä skannaus näyttelee suurta osuutta.

Mitä materiaaleja olette tutkineet ja mitä havaintoja olette tehneet? Onko joitain materiaaleja ylitse muiden ominaisuuksiltaan?

Alan materiaalit kehittyvät hurjaa vauhtia, mutta mitään yhtä kaikkiin sovelluksiin sopivaa materiaalia ei ole näkyvissä. Olemme kehittäneet polymeerimateriaaleja ja niiden prosessointia yhteistyössä Aalto-yliopiston kemian tekniikan korkeakoulun kanssa. ADD Labissa on myös rakennettu useita omia tutkimuslaitteita erilaisten materiaalien 3D-tulostamiseen.

TULEVAISUUDENNÄKYMÄT

Miltä näyttää Aalto Yliopiston tulevaisuus 3D-tulostuksessa?

Ensimmäinen tavoite on, että jokaisella opiskelijalla on mahdollisuus käyttää 3D-tulostimia. 3D-tulostuksella buustataan myös muita tutkimuksia. Tulevaisuudessa on myös näköpiirissä laitekannen ja materiaalivaihtoehtojen kasvattaminen entisestään. Tämä mahdollistaa myös tutkimuksen viemisen vieläkin pidemmälle 3D-tulostuksen alalla. Tällä hetkellä Aallossa on laitteistoa kaikkiin ISO-standardin mukaisiin 3D-tulostuksen prosessiluokkiin. 

KOULUTUS

3D-tulostuskurssi sisältää lyhyen luennon ja kurssilla opetetaan miten 3D-tulostinta käytetään. Kurssi on yhden opintopisteen arvoinen.Laajemmalla 5 op kurssille perehdytetään useisiin eri menetelmiin ja materiaaleihin, sekä kappaleiden suunnitteluun. Kursseja on mahdollista nitoa yhteen toisten kurssien kanssa, jos tähän löytyy hyvät perustelut. Yksi esimerkki 3D-tulostuskurssista on mekatroniikkaprojektikurssilla rakennettava laserssintrauslaitteisto (sls), josta saa 5 opintopistettä. Tämä on esimerkiksi aiheena erittäin mielenkiintoinen ja motivoiva opiskelijoille. 

Aalto Yliopisto: Opiskelijoita 20 000, henkilökuntaa 4 000, 3D-tulostuksen parissa noin 25-30 hlö.