3D-tulostus. Pikavalmistus 3-D printing Additive Manufacturing. Salla Sepponen, Metropolia Ammattikorkeakoulu

Koko: px

Aloita esitys sivulta:

Download "3D-tulostus. Pikavalmistus 3-D printing Additive Manufacturing. Salla Sepponen, Metropolia Ammattikorkeakoulu"

Vilho Halonen
8 vuotta sitten
Katselukertoja:

1 3D-tulostus Pikavalmistus 3-D printing Additive Manufacturing Salla Sepponen, Metropolia Ammattikorkeakoulu

2 3D-tulostus Mitä on 3D-tulostus? Miksi 3D-tulostusta käytetään? Miten 3D-tulostus toimii? Mitä ongelmia 3Dtulostuksen kanssa ilmenee? Mitä 3D-tulostuksella voidaan tehdä?

3 Mitä on 3D-tulostus? 3D-tulostus on kolmiulotteisten esineiden valmistamista digitaalisesta mallista

4 Termit 3D-tulostus eli Pikavalmistus 3-D printing Additive Manufacturing Puhekielessä on yleistynyt termi 3D-tulostus, mutta FIRPA suosittelee toistaiseksi käytettäväksi termiä Pikavalmistus Digitaalinen malli CAD CAD-ohjelmalla luotu kolmiulotteinen malli kappaleesta Malli jaetaan ohuisiin siivuihin, jotka tulostetaan kerros kerrokselta Computer Aided Design, tietokoneavusteinen suunnittelu

Pikavalmistus Digitaalinen malli CAD CAD-ohjelmalla luotu kolmiulotteinen malli kappaleesta Malli

5 Pikavalmistusjärjestöt FIRPA Suomen Pikavalmistusyhdistys - Finnish Rapid Prototyping Association FIRPA ry FIRPA edistää pikavalmistuksen tunnettavuutta ja toimii viimeisimmän pikavalmistusalan tietotaidon siirtämisessä Suomeen. GARPA Global Alliance of Rapid Prototyping Associations

toimii viimeisimmän pikavalmistusalan tietotaidon siirtämisessä Suomeen.

6 Gartner's 2012 Hype Cycle for Emerging Technologies 3D Print It at Home In this scenario, 3D printing allows consumers to print physical objects, such as toys or housewares, at home, just as they print digital photos today. Combined with 3D scanning, it may be possible to scan certain objects with a smartphone and print a near-duplicate. Analysts predict that 3D printing will take more than five years to mature beyond the niche market. - Gartner

7 TIEKEn 83. Bisnestreffit: Kokonaan 3D Pikavalmistus eli 3D-tulostus merkitsee 3. teollisen vallankumouksen - massaräätälöinnin ja lähivalmistuksen läpimurtoa. Muutos teollisuuden ja kaupan rakenteisiin tulee olemaan suuri ja teollisia tuotteita valmistetaan jo nopeasti kasvavassa määrin 3D-tulostimilla. Puhujina Jukka Tuomi, puheenjohtaja, FIRPA Risto Linturi, muutosjohtaja, Sovelto Stream:

Muutos teollisuuden ja kaupan rakenteisiin tulee olemaan suuri ja teollisia tuotteita valmistetaan jo

8 Pikavalmistuksen lähitulevaisuus Pikavalmistuslaitteita eli 3D-tulostimia on maailmassa nyt lähes 100 tuhatta kappaletta. Kalleimmat maksavat miljoonia ja niillä tulostetaan lentokoneen siipiä ja muita arvokkaita rakenteita. Edullisimmat maksavat satoja euroja ja niillä voi tulostaa vaikkapa purkkeja ja purnukoita, pidikkeitä, muovisia kojeiden osia, matkamuistoja, pelejä ja leikkikaluja. Sovelton muutosjohtaja Risto Linturi, TIEKE Tietoyhteiskunnan kehittämiskeskus ry

Edullisimmat maksavat satoja euroja ja niillä voi tulostaa vaikkapa purkkeja ja purnukoita, pidikkeitä, muovisia

9 Pikavalmistuksen lähitulevaisuus Myös tavaroiden ostaminen digitalisoituu ja muuttuu kohti open source -maailmaa. Ihmiset ostavat digitaalisen tiedoston, tuunaavat suunnitelmaa haluamallaan tavalla ja printtaavat tuotteen kotonaan tai kaupungilla. Muotoilija Janne Kyttänen, Talouselämä

Ihmiset ostavat digitaalisen tiedoston, tuunaavat suunnitelmaa

10 Käyttö: mihin ja miksi Ennen: prototyyppien valmistus Nyt: Voidaan valmistaa kappaleita, joita muilla menetelmillä ei voida valmistaa Materiaalin keveys (esim. lentokoneet) Monimutkaiset muodot Lähituotanto Tuotteen nopea saatavuus Digitaalinen tiedonsiirto mahdollistaa mallien jakamisen Kustannussäästöt Tuotanto vain tarpeeseen Ei tarvetta varastointiin, kuljetuksiin Materiaalin uudelleenkäyttö, ei hukkamateriaalia -> ekologisuus Tuotteiden personointi, muoti vaihtuu DIY Tee-se-itse

lentokoneet) Monimutkaiset muodot Lähituotanto Tuotteen nopea saatavuus Digitaalinen tiedonsiirto mahdollistaa mallien

11 Menetelmät Stereolitografia - SLA (1987) Fused deposition modeling FDM (1989) Selective laser sintering SLS (1980-luvun puoliväli) Laminated object manufacturing - LOM Direct metal laser sintering DMLS Digital Light Processing - DLP Fused Filament Fabrication - FFF Melted and Extrusion Modeling - MEM Electron beam melting - EBM Selective Heat Sintering - SHS Powder bed and inkjet head 3d printing Plaster-based 3D printing - PP

Processing - DLP Fused Filament Fabrication - FFF Melted and Extrusion Modeling - MEM Electron beam melting

12 Stereolitografia - SLA SLA-menetelmässä materiaalina käytetään valokovetteista epoksihyytelöä Laser-säteellä pyyhkäisten kovetetaan altaassa, pystysuunnassa liikkuvan tason päälle olevaan epoksi-hyytelöön kerroksittain kappaleen muoto

pyyhkäisten kovetetaan altaassa, pystysuunnassa liikkuvan

13 Selective laser sintering SLS Selective laser sintering menetelmässä materiaalina käytetään pulvereita: muovia, metallia, keraamia Pystysuunnassa liikkuvalle tasolle levitetään kerroksittain pulverimateriaalia, laser sulattaa materiaalin halutusta kohdasta ja näin kerrokset kiinnittyvät toisiinsa kiinni Lopulta valmis kappale on valmistunut säiliöön sulattamattoman pulverin joukkoon

kerroksittain pulverimateriaalia, laser sulattaa materiaalin halutusta kohdasta ja näin

14 Fused deposition modeling - FDM FDM-menetelmässä kappale valmistetaan pursottamalla sulaa tai plastisessa tilassa olevaa materiaalia suuttimen kautta edellisten kerrosten päälle Materiaali jähmettyy nopeasti ja muodostaa kiinteän kappaleen yhdessä aiemmin pursotetun materiaalin kanssa Suutin liikkuu vaakatasossa ja kappaleen alla oleva taso pystysuunnassa

Materiaali jähmettyy nopeasti ja muodostaa kiinteän kappaleen yhdessä aiemmin pursotetun

15 Laminated object manufacturing - LOM Materiaalina muovi, paperi tai metalli Materiaali (1) levitetään kerroksena ja lämmitetty rulla (2) painaa se kiinni alempaan kerrokseen. Lasersäteellä (3-5) tai veitsellä leikataan materiaalista haluttu kuvio. Näin syntyy kappeleeseen (6) uusi kerros. Taso (7) laskeutuu alas, jolloin kuvion ulkopuolelle jäänyt materiaali siirretään pois (8). Taso nostetaan takaisin ylös ja lisätään seuraava kerros.

Lasersäteellä (3-5) tai veitsellä leikataan materiaalista haluttu kuvio.

16 3D-suunnittelu- ja tulostuspalvelut Esimerkiksi Tinkercad The company behind the world's first browser CAD Materialise Tulosta omia mallejasi tai tarjoa niitä myyntiin Materialise s high end design label for 3D printed furniture and lamps, just opened the world s first physical store for 3D printed goods.

Materialise Tulosta omia mallejasi tai tarjoa niitä myyntiin http://i.materialise.com/.

17 Kotitulostimet Esimerkiksi Makerbot Replicator store.makerbot.com/ replicator-404.html

18 Haasteet Lainsäädäntö ajantasalle Tekijänoikeudet, mallisuoja, lisensointi, kaupallinen hyödyntäminen Kotikopioionti omaan käyttöön tai lahjaksi (vielä) sallittua Turvallisuus Laintulkinta tuoteturvallisuudesta puuttellinen Lääkkeiden, aseiden ym. luvanvaraisten tuotteiden tulostaminen 3D print-shop receives an order for an ATM skimmer Itsereplikoivat laitteet tulostimet tulostavat tulostimia -> robottien vallankumous?

luvanvaraisten tuotteiden tulostaminen 3D print-shop receives an order for an ATM skimmer http://cunicode.

19 Mahdollisuudet

20 Lääketieteelliset sovellukset Suunnittelussa, harjoittelussa ja opetuksessa käytettävät mallit Implantit Kirurgiset työ- ja erikoisvälineet Tuet ja apuvälineet Keinokudokset

21 Tulostettu ruoka Marcelo Coelho, Massachusetts Institute of Technology Cornucopia: Prototypes and Concept Designs for a Digital Gastronomy

22 Muoti ja Design Naim Josefi, Beckmans Gollege of Design, Sweden Melonia shoe Nervous System 3-D printed Jewelry

23 Käyttötavarat ja optiikka EADS (European Aeronautic Defence and Space Company) Tulostettu polkupyörä Disney Research Printed Optics: 3D Printing of Embedded Optical Elements for Interactive Devices

24 Kiitos!

25 Lähteet Tinkercad: Raspberry Pi case: FIRPA: Develop3D: Gartner: TIEKE: Risto Linturi Pikavalmistuksen lähitulevaisuus: TIEKE: 83. Bisnesstreffit Kokonaan 3D: Talouselämä: TAIK Virtuaaliyliopisto: Muoviteknologia: Dvice: Gizmodo: Disney Research: Duodecim lehti: p_p_id=dlehtihaku_view_article_war_dlehtihaku&p_p_action=1&p_p_state=maximized&p_p_mode=vie w&p_p_col_id=column-1&p_p_col_count=1&_dlehtihaku_view_article_war_dlehtihaku spage= %2Fportlet_action%2Fdlehtihakuartikkeli%2Fviewarticle %2Faction&_dlehtihaku_view_article_WAR_dlehtihaku_tunnus=duo98541 Nerd Alert: MIT, Marcelo Coelho: Cornucopia: EADS: Show-spotlight-.html Engadget: Futuristspeaker:

26 Wikipedia -lähteet Kolmiulottainen tulostus Tietokoneavusteinen suunnittelu Tulostustekniikat Laminated_object_manufacturing

Samankaltaiset tiedostot

3D-tulostus - uusia mahdollisuuksia koulutukseen ja kilpailukykyä yhteiskuntaan

3D-tulostaminen tulevaisuuden ammattilaisen osaamispakkiin Omnia, 3.9.2014 3D-tulostus - uusia mahdollisuuksia koulutukseen ja kilpailukykyä yhteiskuntaan Jukka Tuomi Aalto-yliopisto Suomen Pikavalmistusyhdistys,