Kolmiulotteinen tulostus

Wikipedia
Loikkaa: valikkoon, hakuun
FDM by Zureks.png
RepRap 2 Mendel -mallinen avoimen lähdekoodin kotitulostin.

Kolmiulotteinen tulostus tai 3D-tulostus on virtuaalisen mallin tuotteistamista fyysiseksi esineeksi 3D-tulostimen avulla. Tulostimessa voidaan käyttää materiaaleina esimerkiksi muovia, metallia, keraamia tai lasia. Tulostusmateriaali on yleensä omissa kaseteissaan, josta mallintamiseen tarvittava materiaali johdetaan tulostuspäähän esimerkiksi nauhana tai jauheena. Tulostuspää sulattaa tai liuottaa nesteeseen tulostusmateriaalin ja suihkuttaa liukenevan materiaalin tulostinalustalle, joka kovettuu ohuina kerroksina haluttuun kohtaan. Malli muodostuu näin useista ohuista kerroksista.

(katso myös Tietokoneavusteinen valmistus)

Historiaa[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Ensimmäiset kookkaat, kalliit ja tulostusmateriaaleiltaan rajoittuneet 3D-tulostimet olivat 1980-luvulla. 3D-tulostimien ilmaantumista edesauttoi merkittävästi Chuck Hull (12.5.1939), joka patentoi vuonna 1987 stereolitografian.

Käyttökohteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Hyperboloidin tulostus sulasta muovista. Nopeutettu video.

Tulostimien tuotekehitys on madaltanut kotikäytön ja ammattikäytön rajaa ja tulevaisuuden tulostimet saattavat olla huomattavasti edullisempia, koska avoimen lähdekoodin ja avoimeen suunnitteluun perustuvat yhteisöt ovat kehittäneet edullisia tulostimia kotikäyttäjille. Myös monet isot tulostinvalmistajat kehittävät edullisia malleja kotikäyttöön.

Tulostus kotioloissa[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Kolmiulotteisen tulostuksen kehityksen myötä tulostaminen on melko yksinkertaista kotioloissa ja teknologia on levinnyt laajalle käyttäjäjoukolle edullisten tulostimien myötä. Tulostimia on kehitytty myös avoimen lähdekoodin periaatteilla, joten yksityiskäyttöön tarkoitettuja tulostimia on mahdollista hankkia suhteellisen edullisesti verrattuna kaupallisiin tulostimiin. Kolmiulotteisia malleja voi tilata myös tulostuspalvelua tarjoavalta yritykseltä.

Ammattikäyttö[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Kolmiulotteisia tulostimia on käytetty ammattikäytössä esimerkiksi pikamallien valmistamiseen CAD / CAM -jyrsinnän ohella esimerkiksi arkkitehtuuri-, tuotemuotoilu- ja konesuunnittelun luonnoksissa. Teknisen kehityksen myötä tulostimia on käytetty suoraan valmiiden tuotekappaleiden valmistamiseen[1].

Valmiskappaleidein tulostusta käytetään esimerkiksi koruteollisuuden, hammastekniikan ja veistostaiteen aloilla.[2][3]

Esimerkiksi The Economist lehden artikkelissa Print me a Stradivarius on hahmoteltu kolmiulotteisen tulostimen mahdollisuuksia synnyttää uusi teollinen vallankumous [4]. Aiemmin kappaleiden ja tuotteiden valmistus on vaatinut usein suuria tehtaita ja uuden tekniikan avulla saattaa koko käsitys ja tuotantotapa muuttua valtavasti, jolloin kotikäyttäjä voi suunnitella ja tulostaa itselleen suoraan tuotteita kotioloissa.

Tulostinvalmistajat[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Tulostintekniikka jaetaan usein kahteen ryhmään valmistusmenetelmän mukaan: niinsanoittuihin Selective Laser Sintering ja Laminated object manufacturing. Kotikäyttöiset tulostimet toimivat yleensä laminointi-periaatteella ja tulostimen voi rakentaa melko helposti kotioloissa.

Avoimen lähdekoodin tulostimet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Tulostimia voi tilata kotikäyttöön valmiiksi koottuina tai kokoomasarjoina. Tulostimia voi myös ns. uudelleentulostaa, jolloin tulostimeen tarvittavat kappaleet tulostetaan toisella tulostimella. Tulostimien kotirakennussarjat maksavat noin 500 - 3000 euroa.

Tulostintekniikkaa[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Taulukko kolmiulotteisten kappaleiden pikavalmistusmenetelmien nimityksistä ja tekniikoista:

Pikavalmistusmenetelmät Materiaalit
Selective laser sintering (SLS) Termoplastinen muovi, metallijauhe
Direct metal laser sintering (DMLS) lähes kaikki metalliseokset
Fused deposition modeling (FDM) Termoplastinen muovi, Eutektinen metalliseos
Stereolithography (SLA) Photo-polymeeri
Laminated object manufacturing (LOM) Paperi, muovi, metallit
Electron beam melting (EBM) Titaani-metalliseos
3D tulostin, 3D printing (3DP) metallit, muovit, kipsi, betoni, ym.


Katso myös[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Viitteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Aiheesta muualla[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Kaupalliset valmistajat[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  • Objet Geometries Ltd. on monikansallinen yritys, joka valmistaa tulostimia toimisto- ja teollisuuskäyttöön.
  • 3D Systems on monikansallinen tulostinvalmistaja, joka valmistaa tulostimia koti-, toimisto- ja teollisuuskäyttöön.
  • EOS (E-Manufacturing Solutions) yhtiö on erikoistunut laser-sintraus menetelmän käyttämiseen tulostimissa. Monikansallisen yhtiön pääkonttori sijaitsee Münchenissä.
  • Stratasys valmistaa tuotekehityskäyttöön 3D tulostimia, jotka tulostavat FDM-menetelmällä ABS-muovia.
  • AIPWorks myy tuotekehityskäyttöön 3D tulostimia, jotka tulostavat FDM-menetelmällä ABS-muovia.
  • miniFactory ensimmäinen suomalaisvalmisteinen 3D-tulostin.

Yhdistykset[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  • Firpa Suomen Pikavalmistusyhdistys, Materiaalia lisäävä valmistus – 3D-tulostus

Lue lisää[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]