Uutiset

Suomen suurin 3D-tulostuksen työpaja on Espoon Aalto-yliopiston taiteiden ja suunnittelun korkeakoululla, jossa on käytössä yhteensä 35 kappaletta UltiMaker 3D-tulostimia (UltiMaker 2+Connect ja UltiMaker S7) . 3D-tulostusalalla tällaisesta yksiköstä käytetään nimitystä “farmi”. Tässä kirjoituksessa tutustumme tämän farmin/työpajan toimintaan, sen monipuolisiin sovelluksiin ja miten 3D-tulostuksen vaikutukseen yleisesti Aalto-yliopistossa. Tätä asiakastarinaa varten tapasimme Aallolla työpajan vastuuhenkilön Hector Velasquezin (Teollinen muotoilija, 3D Print Workshop Master - Aalto University).

Aalto-yliopiston 3D-tulostukseen keskittyneen työpajan ydinajatuksena on yhdistää perinteisten ja digitaalisten valmistustekniikoiden parhaat puolet. Tutustumalla 3D-tulostukseen sekä tekniikan sovellutukseen ja yhdistämällä niitä esimerkiksi muotti- ja keramiikkatuotteiden valmistusprosesseihin, opiskelijoiden on mahdollista kehittää luovuuttaan ja edistää uudenaikaista näkökulmaa suunnittelutöiden toteuttamiseksi. Moni tämän päivän uusista (ns.nousevista) suunnittelijoista on käynyt tämän polun.

Kuva: Wenla Nwajei

Aalto-yliopiston yhteistyö UltiMakerin kanssa on ollut merkittävä tekijä opiskelijoiden luovuuden kehittämisessä, joka on edesauttanut uusien innovaatioiden syntymistä. UltiMakerin helppokäyttöiset laitteistot ja ohjelmisto pitävät 3D-tulostusprosessin käyttäjäystävällisenä, joka tukee erinomaisesti opiskelijoiden ideoiden muuttamista konkreettisiksi kappaleiksi. Työpajan fiilis ja toimintatapa on rakennettu oppimisympäristöltään dynaamiseksi ja stimuloivaksi, joka auttaa opiskelijoita omaksumaan asiantuntemusta tulostustekniikasta osaamistasosta riippumatta. Vierailunkin aikana paikalla kävi useita opiskelijoita jatkamassa tulostustöitään.

Työpajalla opiskelijoilla on myös käytössä monipuolinen materiaalivalikoima. Kaikista yleisin käytetty materiaali on helppokäyttöinen PLA, mutta esimerkiksi teolliseen käyttöön suunniteltua TPU-materiaali käytetään usein. TPU:sta opiskelija oli valmistanut käyttöön soveltuvat kengät. UltiMakerin avoimuus ja yhteistyö materiaalivalmistajien kanssa on kasvattanut materiaalivalikoiman valtavaksi. 

Lue lisää materiaaleista

Aalto-yliopiston 3D-tulostuksen työpaja on monitieteinen tila, jossa esimerkiksi muoti-, arkkitehtuuri- ja tuotemuotoilu -opiskelijat pääsevät työskentelemään yhdessä ja käyttämään UltiMaker 3D-tulostimia omien ideoidensa toteuttamiseksi. Työpajan monitieteinen yhteistyö luo vilkasta ajatustenvaihtoa opiskelijoiden kesken ja edistää innovaatioita kehittymistä.

Aalto-yliopistolla on tunnistettu hyvin koulutuksen tärkeys, jotta 3D-tulostuksen potentiaalia voitaisiin hyödyntää mahdollisimman laajasti. 3D-tulostuksen työpajalla oppiminen toteutetaan käytännönläheisesti. Opiskelijat voivat omatoimisesti suunnitella ja valmistaa tulostettavia kappaleita ja päästä seuraamaan prosessia alusta loppuun asti. Opiskelija on itse vastuussa tulosteensa onnistumisesta. Myös haastavien ja monimutkaisten 3D-tulostusprojektien toteuttamiseen pajalla tarjotaan valmiudet.

Aalto-yliopiston 3D-tulostuksen työpajalla on osoitettu olevan vahva vaikutus opiskelijoiden innovaatioiden kehittymiseen sekä luovaan oppimisen. Aallolla on yleisestikin panostettu 3D-tulostuksen tutkimiseen ja koulutukseen, joka on tehnyt laitoksesta myös 3D-tulostusalalla merkittävän toimijan maailmassa. Tieto, taito ja teknologiat kun yhdistetään kehittyviin opiskelijoihin, menestymisen mahdollisuudet ovat rajattomat.

Ystävällisin terveisin,

Jarkko Lohilahti

CEO, Founder - Maker3D

jarkko.lohilahti@maker3d.fi

0400 565 641

Ultimaker on julkaissut sivuillaan Zeiss:n asiakastarinan

Luotettavuutta ja toistettavuutta. Nämä asiat ovat syyt miksi Zeiss:n laitteita käytetään ympäri maailmaa. Korkean laadun takaamiseksi laitteiden kasaamisessa vaaditaan taitotietoa ja tarkkuutta. Optiset mittalaitteet ja mikroskoopit vaativat että optiikat ovat säädetty juuri oikeaan kulmaan.

Tuotteita ei voida valmistaa ilman käsin tehtäviä kalibrointeja. Kalibrointi ja mittaus vaatii yksilöllisen kohdistuksen jokaiselle osalle, jonka toteuttaminen on ollut haastavaa. Tämän ongelman Zeiss ratkaisi 3D-tulostamalla osille uniikit kohdistusadapterit. Nämä adapterit ovat osana heidän sarjavalmistettavissa mittamikroskoopeissa.

Adapterien lisäksi Zeiss toteuttaa tulostimilla eri apuvälineitä ja työkaluja, joita käytetään kokoonpanolinjoilla. Useasti Zeiss valmistaa räätälöityjä mittalaitteita asiakkaan tarpeisiin, jotka vaativat omat työkalut. 3D-tulostamalla työkalut valmistuvat nopeasti ja luotettavasti.

Edullisuuden ja nopeuden vuoksi on 3D-tulostamisella etu varaosienkin suhteen. Enää ei tarvita erillistä varaosavarastoa vaan kappaleet voidaan tuottaa ja lähettää asiakkaalle vaadittaessa. Tämä digitaalinen varaosavarasto auttaa todella paljon silloin kun toimipisteitä on useampia. Riittää kun toimipisteestä löytyy oma tulostin, koska 3D-mallit liikkuvat digitaalisena ympäri maailman välittömästi. 3D-tulostamisella Zeiss on onnistunut vähentämään läpivientiaikaa kuukausista päiviin ja kulut ovat vain murto-osa aiemmasta.

Voit käydä lukemassa asiakastarinan Ultimakerin kotisivuilta: https://ultimaker.com/learn/zeiss-precision-parts-for-serial-production

Rajojen rikkomista 3D-tulostuksen opetuksessa peruskoulussa

3D-tulostus lisää luovuutta ja parantaa ongelmanratkaisukykyä oppilaiden päästessä kehittämään, testaamaan ja toteuttamaan ideoitaan.  Millaista on käytännössä kun luokkahuoneesta löytyy 3D-tulostin? Olemme käyttäneet tässä artikkelissa erään pitkän linjan ammattilaisen, Mark Petersonin näkemyksiä aiheesta.  

Mark Peterson  on 3D-tulostustaiteilija sekä teknologiajohtaja Comstockin kouluissa Yhdysvalloissa. Hän on ollut mukana kehittämässä vuodesta 2013 lähtien 3D- tulostuksen opetussuunnitelmaa ja huomasi nopeasti että kysyntää 3D tulostusosaamiselle tarvitaan muuallakin, joten hän alkoi järjestää workshoppeja mm.  nuorisotaloille, pienille yrityksille ja kotiharrastajille.

Ensimmäinen 3D-tulostin luokkahuoneessa

3D-tulostusyksikön pystyttäminen luokkahuoneeseen ei itsessään ollut vaativa urakka. Ennen kuin tulostin saatiin toimintavalmiuteen, oli otettava kuitenkin huomioon muutamia seikkoja, kuten viipalointi ja  tulostusasetusten optimointi. Ennen kaikkea oli ensiluokkaisen tärkeää löytää sellainen 3D- suunniteluohjelmisto, joka olisi tarpeeksi helppokäyttöinen nuorille opiskelijoille. Oli oleellista saada myös välittömästi alkuun 3D-tulostus mukaan osaksi normaalia arkea oppilaille. Tätä ajatusta tuki mm. idea antaa oppilaille heti itsetulostettuja kappaleita kotiinvietäväksi. Tulostuksen piti tapahtua nopeasti, mutta näyttää silti siistiltä ja jännittävältä lapsen silmissä. Niinpä päädyttiin tekemään malli triobiitistä, mikä osoittautui loistavaksi ideaksi: Lapset innostuivat hetkessä triobiiteistä ja 3D-tulostuksesta.

Opetuksen aloittaminen

Ensimmäinen oppitunti haluttiin pitää yksinkertaisena.  Lapsille annettiin tehtäväksi suunnitella itselleen sormus. Sormuksen suunnittelusta ja tulostuksesta oli hyvä lähteä liikkeelle, sillä sen pystyi toteuttamaan yhden 45-minuutin oppitunnin aikana. Itsesuunnitellun kappaleen sai heti mukaansa, joten oman kädenjälkensä tuloksen näki heti.Opetus aloitettiin 4.luokkalaisista ja edettiin 2., 3. ja 5. luokkalaisiin. Lopulta päädyttiin järjestelyyn, jossa 4.luokan oppilaat toimivat apuopettajina esikoululaisten ja 1. luokkalaisten tutustuttamisessa 3D-tulostukseen. 

Käytetävät materiaalit

Oppitunneilla käytetään ainoastaan PLA- muovia. Tähän löytyy lukuisia päteviä syitä. PLA-muovi on biohajoavaa, eikä siitä ei irtoa myrkyllisiä päästöjä. Sen käyttäminen tulostusmateriaalina on helppoa, ja se on myös riittävän kovaa materiaalia opetuksen käyttötarkoituksiin.

Esimerkkiprojekti

Yksi esimerkki onnistuneesta ja suositusta projektista on shakkilauta, joka toteuttaan 3-hengen ryhmissä. Ainoa vaatimus projektissa on että shakkinappulat sopivat visuaalisesti yhteen ja sopivat normaalikokoiselle shakkilaudalle. Mitä vähemmän rajoitetaan lasten tulosteiden suunnittelua ja toteutusta, sitä persoonallisempia shakkisettejä saadaan aikaan. Lisäksi oppilaat oppivat tukirakenteista, milloin ja mihin kohtiin niitä tarvitaan, miten muutetaan valmiita malleja ja miten jakaa kappale moneen erikseen tulostettavaan osaan.

Opetuksessa on käytetty myös drooploop projekteja ( https://ultimaker.com/en/resources/20921-drooloop-flowers ) Drooploop tarkoittaa hieman taiteellisempaa tapaa pursottaa filamenttiä. Sen sijaan että pursotus tehdään aiemman kerroksen päälle, joissain kohdissa se tulostetaan roikkumaan ilmaan. Drooploop tulosteisiin voi säätää kulmia, nopeuksia ja muita muuttujia.

3D- tulostuksen tulevaisuus opetuksessa

Pyrimme jatkuvasti etsimään tapoja joilla 3D-tulostusta ja mallinnusta voidaan hyödyntää opetuksessa. Jos haluat lisätietoa 3D-tulostuksesta opetuksessa, ota meihin yhteyttä!

Alkuperäinen artikkeli https://ultimaker.com/en/stories/21646-breaking-barriers-in-education-with-3d-printing

Asiakastarina Xemec Oy (www.xemec.com)

Xemec Oy on 1988 perustettu oululainen yritys, joka hankki käyttöönsä Easy3DMaker 3D-tulostimen nopeuttamaan tuotekehitystään. 3D-tulostimen käyttäminen tuo yritykseen kilpailuetua nopeudella ja joustavuudella tuotekehityksessä.

Xemec Oy:ssä suunnittelemme erilaisia mekatronisia automaatiolaitteita. Niiden rakenteissa käytämme paljon erilaisia ruiskupuristettuja muottiosia. Suunnittelemme itse kaikki osat ja teetämme muotit alihankkijoilla.

Ruiskupuristusmuotti on melko kallis ja vaatii aikaa valmistaa. Olimme aikaisemmin teettäneet pikamalleja jouduttaaksemme prototyypin valmistumista ja vähentääksemme kalliita ja aikaa vieviä kokeilukierroksia. Etsimme pikamallinnuslaitteistoa, jotta voisimme nopeasti todeta suunnitellun mallin ominaisuudet ja pitämään tuotekehityksen firman sisällä. Löysimme useita erilaisia alunperin harrastuskäyttöön suunniteltuja laitteita, joiden hinta vaikutti kohtuulliselta ja suorituskyky riittävältä käyttöömme. Jotkut vaikuttivat tarpeeksi jykeviltä myös ammattikäyttöön. Näin päädyimme hankkimaan Easy3DMaker-tulostimen.

Kun 3D-tulostin toimitettiin ajattelimme kokeilla sitä erään hankalasti toteuttettavan muovivivun prototyypin valmistamiseen. Mallinsimme kappaleen ja tulostimme laitteella sen ensimmäisenä koekappaleena. Tulostus onnistui loistavasti. Testasimme vipuun tulevaa puristusliitettävää osaa ja koe osoitti, että suunnittelu oli mennyt nappiin. Kuitenkin vähän aikaa testattuamme huomasimme CAD-mallin antaman harhan vivun lujuusopillisista ominaisuuksista menneen pieleen. Näin pääsimme välittömästi korjaamaan suunnittelun puutteen ennen kappaleen lähettämistä muotintekijälle. Virheen välttäminen joudutti projektia useita viikkoja ja säästi kokonaiskustannuksissa tuolla ainoalla ensimmäisellä kokeilulla 3D-tulostimen hinnan.

Toinen esimerkki oli vaativan kovia iskuja vastaanottavan muoviosan prototyypin valmistus. Yllättäen tulostettu kappale kesti koeajot vaurioitta. Näin saimme varmistettua, että lopullinen kappale tulee kestämään ko. kohteessa varmuudella. Lopullista kappaletta ei näin tarvinnut muuttaa mallikappaleesta muottikappaleeksi ollenkaan.

Kokemuksemme on ollut positiivinen. Tulemme käyttämään tulostinta jatkossakin hankalasti miellettävien muoviosien prototyyppien valmistuksessa. Suosittelemme tulostinta tuotekehitykseen. Sitä voi mainiosti käyttää myös erilaisten varaosien tekoon, jos ei ole aikaa odottaa pitkiä toimitusaikoja.

Pentti Airaksinen DI Xemec Oy

Suomen Lasinjalostus Oy kierrättää vanhoja käytettyjä ikkunoita tuottaen niistä innovatiivisin menetelmin erilaisia tuotteita niin muun teollisuuden, kuin suunnittelijoiden ja yksityisten henkilöiden tarpeisiin. Yrityksen tuotteisiin voi tutustua osoitteessa www.lasinjalostus.fi

Lasinjalostuksen yksi tuotantolinja tuottaa erilaisia valutuotteita muotteihin valettuna. Uusia tuotteita kehitetään jatkuvasti ja uusien tuoteideoiden testaamiseen tuolee valmistaa erilaisia muotteja. Yritys otti käyttöönsä Profi3DMaker 3D-tulostimen prototyyppien valmistamiseen, joka nopeuttaa tuotteiden suunnittelua. Näin prototyypin muotti saadaan tehtyä huomattavasti nopeammin ja kustannustehokkaammin sekä ne saadaan asiakkaille hyväksyttäväksi vain muutamien päivien kuluessa.

Päätuotteemme LedStone®-valokivituoteperheeseen tehdään jatkuvasti uusia malleja asiakkaiden toiveiden mukaisesti. Valokivet jäljittelevät täysin betonista pihakiveä, mutta niiden muotittaminen on aikaisemmin ollut kallista ja tuotteiden pinnan laatu vaihteleva. Muotin mallina aikaisemmin käytetty alumiinimalli maksaa noin kaksi tuhatta euroa kappaleelta ja niiden toimitusaika on pitkä. Täten vain muutaman alumiinimallineen kustannuksilla uusi tulostin on maksanut itsensä takaisin.

Juha Honkakorpi, Suomen Lasinjalostus Oy

Sartorius Biohit Liquid Handling Oy on globaaleilla markkinoilla toimiva yritys, joka kehittää, valmistaa ja myy nesteannostelulaitteita, kuten pipettejä ja pipetinkärkiä. Yritys on osa Sartoriuksen Lab Product & Services -yksikköä. Sartorius on johtava kansainvälinen laboratorio- ja prosessiteknologiaa tarjoava yritys, jonka ydinliiketoimintaa ja osaamisalueita ovat bioteknologia ja mekatroniikka.

Yritys hankki edustamiamme 3DFactoriesin tulostimia käyttöönsä Kajaanin ja Helsingin toimipisteisiin tuotekehityksen tueksi. Tulostimet käytiin asentamassa ja pidimme tarvittavat käyttöönottokoulutukset, joilla laitteistot saatiin nopeasti hyötykäyttöön.

Pääsimme haastattelemaan Sartoriuksen edustajaa

Miksi päädyitte hankkimaan 3DFactoriesin 3D-tulostimet?

Sartorius on jo pitkään käyttänyt 3D-tulostusta liiketoiminnassaan. Meillä on ollut käytössä MJM-tekniikan tulostin tarkkuutta vaativiin projekteihin ja nyt haettiin edullisempaa tulostinta. Tutustuimme kuluttajille suunnattuihin laitteisiin ja niiden luotettavuus epäilytti. 3DFactoriesin tulostimet vaikuttivat siltä, että suunnittelija on keskittynyt olennaisiin hienojen erikoistoimintojen sijaan.

Mihin olette hyödyntäneet 3D-tulostusta ja mitä lisäarvoa 3D-tulostus on tuonut yritykseenne?

Pääosin olemme käyttäneet tulostimia erilaisten testauksen apuvälineiden valmistukseen. Tuotekehityksen protoilussa olemme käyttäneet tulostimia tapauksissa, joissa MJM-tekniikalla ei saavuteta esim. riittävää lujuutta. 3D-tulostus on nopeuttanut tuotekehitystä ja mahdollistanut erilaisten kokeilujen tekemisen entistä nopeammin.

Millaiselle yritykselle suosittelitsit 3D-tulostimen hankintaa?

Suosittelemme 3D-tulostusta kaikille yrityksille, joissa suunnitellaan fyysisiä tuotteita. Olemme oppineet vuosien saatossa, että oma tulostin lisää luovuutta ja poistaa turhia esteitä suunnittelusta kun tulosteita ei tarvitse tilata erikseen ulkopuolelta.

Haastateltavana oli

Hannes Jantunen
Manager, Mechanics & Project Management
Sartorius Biohit Liquid Handling Oy

Ystävällisin terveisin
Jarkko Lohilahti

Noptel Oy suunnittelee, valmistaa ja myy optoelektronisia mittalaitteita. Laitteita käytetään paikan ja etäisyyden mittaamiseen. Sovelluksia ovat esimerkiksi ajoneuvojen nopeuden ja profiilin mittaukset, ratojen suoruuden mittaus ja pitkän matkan valvontalaitteiden etäisyysmittaus. Toimitamme mittausmoduuleita kansainvälisille markkinoille. Suunnittelu ja valmistus tehdään Oulun teknologiakylässä.

Hankimme Profi3DMaker tulostimen toukokuussa 2015. Pidimme tärkeänä, että pääsemme hyödyntämään tulostinta ensimmäisestä päivästä lähtien. Saimme myyjältä hyvän opastuksen tulostimen huollosta ja perusominaisuuksista. Tulostaminen vaatii tulostinasetusten perusteiden opettelun. Tämä kannattaa ehdottomasti pyytää myyjältä, että pääsee nopeasti alkuun ilman turhia kokeiluja.

Käytämme tulostinta prototyyppien ja tuotannon apuvälineiden valmistamiseen. Eniten olemme valmistaneet tuotannon apuvälineitä, esimerkiksi erilaisia pitimiä optisille mittalaitteille. Optisten vastaanottimien testaukseen teimme testerin, jossa käytettiin pelkästään tulostettua mekaniikkaa (kuva). Testerin toinen kehitysversio on tuotannon käytössä.

Testerin saaminen käyttökuntoon perinteisin menetelmin käyttäen valmiita koteloita ja työstettyä mekaniikkaa olisi kestänyt vähintään kuukauden. Tulostamalla koko prosessi suunnitteluineen vei alle viikon. Materiaalikustannukset olivat vain muutaman euron. Testerin suunnittelu oli huomattavan nopeaa, koska valmiiden koteloiden ja työstämisen aiheuttamat rajoitukset eivät haitanneet. Tulostettavilla kappaleilla on kuitenkin omat erilaiset rajoitteensa, jotka täytyy opetella.

Tulostimen käyttömahdollisuuksia on vaikea hahmottaa etukäteen. Meillä oli joitakin käyttökohteita mielessä kun teimme ostopäätöksen, mutta ne ovat olleet vain pieni osa siitä mihin olemme tulostinta käyttäneet ensimmäisten viikkojen aikana. Meillä suurin käyttö on ollut tuotannon ja tuotekehityksen apuvälineiden ja kokeilukappaleiden valmistus. Suosittelemme kokeilemaan tulostinta, se kyllä keksii hommia itselleen.

Arto Sepponen
Chief Designer/Quality Manager
Noptel Oy