3D-tulostus luo uutta teollisuutta Pirkanmaalle

Kirjoitus on julkaistu Aamulehdessä 2.10.2014

3D-tulostuksen teollinen hyödyntäminen etenee laajamittaisesti. Tehokkaita metallitulostukseen keskittyviä palvelukeskuksia nousee parhaillaan Eurooppaan, Pohjois-Amerikkaan ja Aasiaan.

Konkreettista liiketoimintaa ja uuteen osaamiseen pohjautuvaa uutta työtä syntyy nopeasti. Kyseessä on maailmaa vauhdikkaasti muuttava megatrendi, jonka äärelle ryntäävät parhaillaan tutkijat, teollisuuden suuret toimijat, pk-yritykset, kokeilijat, keksijät, oppilaitokset ja yhteisöt.

Pohjois-Amerikassa kehitystä vauhdittava National Additive Manufacturing Innovation Institute kokoaa yhteen teollisuusyritykset, yliopistot ja suuren joukon muita organisaatioita. Kiina on käynnistänyt jättihankkeen, joka tuottaa kymmenen 3D-tulostuksen osaamiskeskusta. Etelä-Koreassa on meneillään laajoja 3D-tulostukseen liittyviä teknologisia ja yhteiskunnallisia kehityshankkeita. Pohjois-Euroopassa on syntynyt useita merkittäviä 3D-tulostuksen valmistuskeskuksia, muun muassa tuhannen työntekijän Materialise Belgiassa. Tavoitteena näissä hankkeissa on muuntaa valmistava teollisuus uuteen aikakauteen, teollisuuden renessanssiin.

Aika toimia!

Pirkanmaan liiton ja Avoin Tampere -hankkeen selvityksessä todettiin, että nyt on aika toimia myös Pirkanmaalla. Perusteet menetelmän laajamittaiselle hyödyntämiselle ovat olemassa. Kaikki tarvittava osaaminen ja motivaatio ovat olemassa yrityksissä, yhteisöissä, tutkimuslaitoksissa ja oppilaitoksissa. Teknologiat ovat riittävän kypsiä teolliseen hyödyntämiseen. Yhdeksän kymmenestä pirkanmaalaisesta metallialan toimijasta uskoo, että 3D-tulostus muuttaa omaa liiketoimintaa kahden vuoden kuluessa.

Menetelmä on universaali ja skaalautuva. Sitä hyödynnetään sujuvasti muun muassa lääketieteessä, talonrakennuksessa, autojen massatuotannossa, varaosapalveluissa, ruoanvalmistuksessa, museotoiminnassa ja design-esineiden valmistuksessa. Uusia liiketoimintaa luovia sovelluksia ja menetelmiä raportoidaan päivittäin.

Pirkanmaalaisen valmistavan teollisuuden erityispiirteitä ovat muun muassa pienet tuotantosarjat ja asiakaskohtainen räätälöinti. 3D-tulostuksen voima tulee esiin erityisesti juuri tämänkaltaisessa toiminnassa. Alueella on jo muutamia yrityksiä, joiden koko liiketoiminta perustuu 3D-tulostukseen. Myös pirkanmaalaiset oppilaitokset valmistautuvat aktiivisesti alan osaajien kouluttamiseen ja sovellusvalmiuksien luomiseen.

Innostuneimmat kehittäjät ja soveltajat löytyvät yhteisöistä. Kesäkuun Opi ja Oivalla -tapaamiseen Kangasalle kokoontui yli 60 3D-tulostuksen kehittäjää. Tapahtumassa syntyi toimintaryhmiä, jotka toimivat ja kokoontuvat omaehtoisesti esimerkiksi kehittämään uusia prototyyppejä. Verkossa toimiva E-Nable -yhteisö kehittää toimivia 3D-tulostettuja proteeseja, joilla voidaan auttaa nopeasti ja taloudellisesti muun muassa vammaisia lapsia ja korvata amputoituja raajoja.

Ehdotus

Pirkanmaalla on mahdollisuus nousta teollisen 3D-tulostuksen mahdollistaman liiketoiminnan edelläkävijäksi. Ehdotamme, että alueelle luodaan pohjoiseurooppalaiseen teollisuuteen tiukasti kytkeytyvä Skandinavian johtava osaamis- ja tuotantokeskus, jonka piirissä ovat tutkimus, kehitys, opetus, pk-yritysten palvelutoiminnot ja teollisuuden tarpeiden täyttäminen.

Millainen osaamiskeskus voisi olla ja ketä se voisi palvella? Osaamiskeskuksen toiminnassa on otettava huomioon erilaiset toimijat ja toimialueet laaja-alaisesti. Teollisuuden tarpeisiin (tutkimus, tuotekehitys ja tuotanto) on kehitettävä järeitä mutta joustavia ja monipuolisia palveluita. Pk-yritysten piensarjojen prototypointi-, kehitys- ja tuotantotarpeisiin voidaan vastata tarjoamalla ketteriä ja edullisia tuotantoympäristöjä. Yksittäiset toimijat, harrastajat, yhteisöt ja mikroyritykset tarvitsevat usein pelkän toimintaympäristön, jossa voivat itse toimia. Pohjoisamerikkalainen TechShop -toimintamalli tarjoaa täydellisen esimerkin tällaisen ympäristön toteutuksesta.

3D-tulostus on lähes päivittäin erilaisten julkaisujen otsikoissa. Menetelmään suhtaudutaan kuitenkin edelleen epäilevästi. Asiaa voidaan katsoa tutkijan silmin ja todeta, että vielä on paljon parannettavaa ja keskeneräistä – hötkyily ei kannata. Tai sitten voidaan toimia innostuneesti ja innovatiivisesti hyödyntäen menetelmän tarjoamat liiketoimintamahdollisuudet, kuten monet yritykset ovat jo tehneet.

Uutta työtä ja liiketoimintaa luova mahdollisuus on tarjolla aivan silmiemme edessä. Mahdollisuus voidaan hyödyntää yhteisellä visiolla, älykkäällä yhteistoiminnalla ja konkreettisilla rahoituspäätöksillä. 3D-tulostus on jo tämän päivän mahdollisuus.

Pekka Ketola & Petri Pitkänen

Ideascoutin Ketola ja Pitkänen ovat pirkanmaalaisia 3D-tulostuksen aktivaattoreita ja Tredean 3D Pirkanmaa -hankkeen vetäjiä.

Tulostettu koti ja Tulevaisuuden talonrakennus

3D-tulostusta sovelletaan mielikuvituksellisilla tavoilla eri toimialoilla. Laitteet ja valmistusprosessit kehittyvät nopeasti. Tässä kirjoituksessa pohditaan 3D-tulostuksen vaikutuksia rakennustoimintaan. Millä tavoin 3D-tulostus muuttaa talosuunnittelua, rakentamista ja jopa sisustusta?

Teksti on alunperin julkaistu  3.9.2014 Tampereen kaupunkiseudun blogissa: http://tampereenseudunvetovoima.fi/blogi/tulostettu-koti-tulevaisuuden-talonrakennus

Unelmien koti

Olemme vuodessa 2020. Matti ja Maija ovat päättänyt rakentaa perheelleen talon Tampereen kupeeseen. Sen sijaan, että talomallia aletaan selailla talotoimittajien kuvastoista, talo piirretään itse ilmaisella verkosta löytyvällä näppärällä suunnitteluohjelmalla. Ohjelma tarjoaa suuren määrä valmiita talomalleja ja rakenneratkaisuja, monet näistä ovat toisten rakentajien laatimia.

Talon piirustus on valmis yhdessä päivässä ja kaikkien tarpeet on huomioitu ja sovitettu suunnitelmaan. Perheen lapset ovat saaneet itse suunnitella huoneensa. Myös ystävät pääsevät ideoimaan ja kommentoimaan ratkaisuja netin kautta. Talossa on vahva persoonallinen ilme. Talon pikkutarkka pienoismalli tulostetaan naapurin 3D-printterillä koko perheen ihmeteltäväksi.

Suunnitelman hyväksyttävyys, rakenteen toimivuus ja kestävyys, sekä materiaalien saatavuus tarkistetaan ohjelmallisesti saman tien. Ohjelma tuottaa samalla kustannusarvion, joka alittaa Matin ja Maijan alustavan budjetin reilusti. Suunnitelma lähetetään sähköisesti hyväksyttäväksi viranomaiselle, joka hyväksyy suunnitelman seuraavana aamuna. 

Robottien työmaa

Kun perustukset ovat paikoillaan, Matti tuo tontille suuren rakennustulostimen, joka on vuokrattu 500€:n päivähintaan työkaluja välittävästä yrityksestä. Tulostin laitetaan kiskoille, jonka jälkeen se alkaa tulostamaan taloa, noudattaen Matin laatimaa talosuunnitelmaa.

Tontilta löytyvä ja touhussa syntyvä rakennusjäte, kuten laudat, murskataan ja sekoitetaan tulostusmassaan. Tulostin vaihtaa automaattisesti erilaisia tulostuspäitä, riippuen tulostettavasta materiaalista ja työvaiheesta. Kymmenen tunnin kuluttua talon runko on paikoillaan. Aamuun mennessä runko on kovettunut ja valmiina seuraaviin työvaiheisiin. Talo näyttää täsmälleen samalta kuin suunnitelmassa. Tulostin puretaan ja viedään seuraavalle työmaalle. Illalla juhlitaan harjakaisia.

Kuvan lähde: http://assets.inhabitat.com/wp-content/blogs.dir/1/files/2014/01/3D-house-printer-Contour-Crafting-2.jpg

Outoja raksamiehiä

Aamun koittaessa Matti tuo pihaan peräkärryn, joka sisältää eri tehtäviin erikoistuneita pieniä rakennustulostimia. Eristystulostinrobotti käy läpi rakennuksen ulko- ja sisäpinnat ja pursottaa eristykset paikoilleen. Päivän aikana ulkopinta saa päälleen kauniin rappauksen rappausrobotin tekemänä. Kattorobotti asentaa kattolaatat ja aurinkopaneelit, ja tarkistaa samalla mahdolliset lämpövuotokohdat. Robotit ahertavat automaattisesti ja päivän loputtua talon ulkopinnat ovat täysin valmiit.

Pieni rakennusrobotti

Kuka naulaa viimeiset listat?

Kolmannen aamun koittaessa siirrytään sisätiloihin. Sisustukseen erikoistuneet robotit maalaavat seinät, liimaavat tapetit ja kiinnittävät listat paikoilleen. Myös sähkökytkennät ja kytkentöjen tarkistukset hoituvat sähköistysrobotin toimesta. Robotit kommunikoivat keskenään ja varmistavat optimaalisen työjärjestyksen. Matin kännykkään putkahtelee tilanneraportteja ja pyyntöjä tarvikkeista, joita pitää hankkia lisää tai syöttää laitteiden materiaaliyksiköihin. Illalla napsautetaan valot päälle.

Oman käden jälki

Vihdoin Maija pääsee sisustamaan uutta kotia. Rakennustöiden kuluessa Maija on luonut sisustussuunnitelmat netissä. Suunnitelmia on paranneltu ja keskusteltu yhdessä ystävien ja yhteisön kanssa. Vessan sisustus löytyi valmiina kokonaisuutena itävaltalaisen kodin kuvista. Maijan vanha sukuvaakuna toistuu sisustuksen yksityiskohdissa, kuten keittiön kaapin vetimissä. Tupaantuliaisia varten sähköiseen kutsuun on merkitty talon kohtia, joihin vieraat saavat ideoida parannuksia.

Renessanssi rakennustyömailla

Kaikki yllämainitut esimerkit ovat jo todellisuutta, kokeiluina, nettipalveluina, laitteina tai oikeina rakennusprojekteina. Raksatyömaat muuttuvat.

2010 luvulla on alkanut uusi kilpailu, joka johtaa talonrakennuksen renessanssiin. 3D-tulostuksen tarjoamat teknologiat, menetelmät, materiaalit ja suunnitteluvapaudet tarjoavat uuden pelikentän sekä erikoisuuden tavoittelijoille, että niille jotka haluavat ratkaista kasvavien kaupunkien perusongelmia. Eniten hyötyvät tavalliset talonrakentajat, kuten nuoret ruuhkavuosiaan viettävät perheet.

Millaisia taloja, koteja, robotteja, muotoja, rakennustarinoita ja asuinalueita tulemmekaan näkemään 2020-luvun asuntomessuilla?

Pekka Ketola & Petri Pitkänen