Kirjoittajat: Pauli Kuosmanen, Digile Oy & Pekka Ketola, ideascout Oy

Kirjoitus on julkaistu alunperin Digilen blogissa 11.8.2015 www.activityblog.fi/2015/08/lahivalmistus-digitaalisuus-ja-maaseudun-mahdollisuudet

Myös Maaseudun Tulevaisuus kirjoitti aiheesta 4.5.2015. 3dp_maaseudun tulevaisuus

————————————-

Maaseutu, viljelykset ja laidunmaat ruokkivat maapallon kasvavan väestön. Maaseudun elinvoimaisuuden säilyttäminen on globaali strateginen tavoite. Kaupungistumisen vastavoimaksi on mielekästä pohtia, kuinka kehitetään maaseutujen elinvoimaa, lisätään viljelyn tuottavuutta ja hyödynnetään maaseutua hyvän elämän ympäristönä. Tässä kirjoituksessa aihetta pohditaan erityisesti digitalisaation ja 3D-tulostuksen näkökulmasta.

Suomessa on jo vuosikymmeniä ollut käynnissä muuttoliike, jossa väestö siirtyy työpaikkojen perässä taajamiin. Voisiko tälle globaalille trendille syntyä vastavoima, joka perustuu paremman elämänlaadun tavoitteluun ja joka mahdollistuu maaseudun tarjotessa sekä uusia ansaintamahdollisuuksia, että parempia ratkaisuja nykyiseen toimintaan?

Digitalisaatio ei erottele maaseutua kaupunkiseudusta

Digitaalisuuden yksi kiehtovimmista mahdollisuuksista on globaalin bisneksen teko mistä päin tahansa maailmaa. Digitaalinen palvelu kun laitetaan verkkoon, se on käytettävissä kautta koko verkottuneen maailman. Suomalaisen maaseudun tietoverkoissa on varmasti jatkuvaa kehittämistä, mutta käytännössä jokaisella on riittävä yhteys internetiin myös maaseudulta. Monesti maaseudulta löytyy jopa paremmat valokuiduilla rakennetut verkkoyhteydet kuin kaupungeista.

3D-tulostus sopii maaseudulle

3D-tulostuksen ammattimainen hyödyntäminen etenee laajamittaisesti ja nopeasti. Ala kiinnostaa valtavaa määrää kehittäjiä, yrityksiä, sijoittajia, keksijöitä ja aivan tavallisia mattimeikäläisiä. Uskomme, että 3D-tulostuksen hyödyntämisestä tulee normaali osa myös maanviljelijän ja arkea.

Digitaalinen valmistava teollisuus tarjoaa mahdollisuuden luoda uutta työtä maaseudulle ja haja-asutusalueille. Tästä esimerkkinä on nopeasti kehittyvä Maker-kulttuuri, joka perustuu uudenlaisen valmistavan toiminnan, saatavilla olevien teknologioiden ja käsityöläisyyden yhdistämiseen, sekä jaettujen resurssien hyödyntämiseen.

Digitaalisuuteen perustuva 3D-tulostus on parhaimmillaan ekologista tarvepohjaista lähivalmistusta, joka sellaisenaan tarjoaa perusteet aiheen pohtimiseksi:

• Maaseudulla keskimääräiset välimatkat ovat pidempiä kuin kaupungeissa.
• Kovassa käytössä olevat koneet vaativat huoltoa ja varaosia.
• Monet varaosat ovat sellaisia, joita harvoin tarvitsee vaihtaa.
• Maanviljelijät ovat käsistään käteviä ja kykeneviä tekemään korjaustoimenpiteitä koneissaan.

Digitaaliset palvelut, kuten 3D-mallinnus ja online-kaupat, ovat paikkariippumattomia. Niitä voidaan tuottaa ja hyödyntää globaalisti missä tahansa. Myös 3D-tulostus on paikkariippumatonta toimintaa, sillä laitteistot voivat sijaita missä tahansa. Eräs suurista lupauksista onkin tuoda valmistavaa teollisuutta ja työpaikkoja ulkomailta takaisin kotimaahan juuri sinne, missä toiminnalle on mielekkäimmät edellytykset, kuten kaupungeista maaseudulle. Amazon.com vie ajatuksen vielä pidemmälle kaavailemalla digitaalisuuden ja lähivalmistuksen yhdistämistä kotiovelle saapuvien tulostusautojen muodossa.

Maaseutu on täynnä keksijöitä ja keksintöjä

Tilan hoitoon liittyvät päivittäiset ongelmat vaativat kekseliäitä ja nopeita ratkaisuja. Tuhannet arkipäivän innovaattorit ovat käytännön töitä tehdessään tunnistaneet ongelmia ja keksineet niille ratkaisuvaihtoehtoja. Onnistuneissa ratkaisuissa yhdistyy tyypillisesti hyvä ja yksinkertainen idea, muotoilullinen oivallus, käsityöläisyys ja jonkin alan erityisosaaminen.

3D-tulostus ja siihen liittyvät digitaaliset mahdollisuudet erilaisine materiaaleineen ovat uusi tapa ratkaista tilanteita, jotka vaativat luovuutta, kokeilua, nopeutta. Nopeutta voidaan saavuttaa mm. hyödyntämällä toisten tekemiä oivalluksia. Millainen digitaalinen palvelu toisi ongelmanratkaisutarpeet ja ratkaisut kaikkien saataville? Entä miten mahdollistetaan digitaalisuuden avulla ryhmäinnovointi (crowdsourcing-hengessä) Uskomme, että maaseudulta löytyy valtava innovaatiopotentiaali!

Mikrotehdas on jokaisen mahdollisuus

3D-tulostusta hyödyntävät mikrotehtaat pystyvät toimimaan käytännössä missä tahansa. Toiminta on sitä kannattavampaa, mitä alhaisemmat kustannukset ovat ydintoiminnan ympärillä, kuten tilakustannuksissa ja yleisissä elinkustannuksissa. Toiminta on toisaalta sitä tuottavampaa, mitä enemmän tekijöillä on käsillä tekemisen taitoa ja yhdessätekemisen perinteitä ja motivaatiota. Suomen maaseutu on mikrotehtaiden luvattu maa juuri näistä syistä.

Kuka tahansa voi perustaa tehtaan minne tahansa. Tarvittavat investoinnit ovat maltillisia. 2000€:n pääomalla saa yksinkertaisen tehtaan käyntiin! Traktorin hinnalla saa jo täysimittaisen metalliesineitä tuottavan laitteiston.
Mitä tällaiset mikrotehtaat kykenevät tuottamaan? Seuraavassa muutamia nyrkkisääntöjä:

• Yksilöllisiä kappaleita ja pieniä sarjoja (1-100 kpl).
• Pieniä kappaleita (maksimikoko on tyypillisesti n. kenkälaatikon kokoinen kappale. Erikoistulostimilla voidaan tuottaa jopa kuutiometrin kokoisia kappaleita)
• Lähes mitä tahansa muotoja ja rakenteita
• Lukuisia eri materiaaleja, kuten muovit, komposiitit ja metallit.

3D-tulostimet ovat tuottamiinsa kappaleisiin verrattuna merkillisen yksinkertaisia laitteita. Jo koululaiset pystyvät sujuvasti operoimaan perustulostinta ja siihen liittyviä suunnittelu- ja tulostusohjelmistoja. Ammattimaiseen käyttöön suunnitellut laitteet ja järjestelmät vaativat hieman enemmän osaamista, mutta näidenkin käytön pystyy aloittamaan, jos vain innokkuutta ja yrittäjyyttä löytyy.

Materiaaleista ei ole pulaa

3D-tulostukseen liittyvä materiaalikehitys on vauhdikasta ja uusia materiaaleja esitellään viikoittain. Maaseudun näkökulmasta erityisen kiinnostavia ovat mm. biopohjaiset materiaalit, sekä kierrätysmateriaalit. Yksinkertaisimmillaan 3d-tulostettavaa materiaalia voidaan tuottaa selluloosasta ja vedestä.

Tällaisella materiaalilla on mielenkiintoisia ominaisuuksia. Se on täysin luonnonmukaista, kestävyyttä on riittävästi mm. huonekaluvalmistukseen ja materiaali on täysin biohajoavaa. Menetelmää soveltamalla on mahdollista tulostaa esimerkiksi biohajoavia sensoreita, jotka voidaan istuttaa maaperään kylvöprosessin yhteydessä, jonka jälkeen sensorit voivat tuottaa reaaliaikaista tietoa maaperän kosteudesta ja ravinteista.

Idea on tärkein

3D-tulostimet ovat yleislaitteita, jotka eivät juurikaan välitä valmistetun kappaleen monimutkaisuudesta tai käyttötarkoituksesta. Laitteen näkökulmasta on aivan sama valmistetaanko hammassiltoja, hevosenkenkiä, vaiko rakettimoottorin polttoainesuuttimia. Tyypilliset teolliset 3D-tulostuksen toimijat, kuten AM Finland, Layerwise ja Materialise, valmistavat yhtälailla tuotteita konepajojen kuin lääketieteen tarpeisiin.

10 esimerkkiä maaseudulle soveltuvasta liiketoiminnasta

Millaisia palveluita 3d-tulostuksen toimija voisi tarjota maaseudulla (ja toki myös muuallakin), hyödyntäen mm. olemassaolevaa osaamista, paikallisia tarpeita ja kädentaitoja? Seuraavassa 10 esimerkkiä.

1. Innovatiiviset pienviljelyratkaisut. 3D-tulostuksella voidaan tuottaa laitteita ja tarvikkeita, joiden avulla kuka tahansa voi ryhtyä pienviljelijäksi pienessä mittakaavassa. Palvelun osana voidaan tarjota viljelyyn ja kasvatukseen liittyvää ammattitaitoa.
2. Lähellä valmistetut varaosat ja korjaustoiminta. Kun laitteen osa menee rikki, tyypillisesti haja-asutusalueella uuden osan hankinta on työläämpää kuin kaupungissa. Lisäarvoa syntyy, jos varaosan pystyy tarjoamaan ja saamaan vaivattomasti, edullisesti ja nopeasti. Verkossa toimii jo useita varaosapalveluita, kuten Kazzata. Mikään ei estä, että tällaisia palveluita tarjottaisiin lähivalmistuksena.
3. Korut ja käsityöt. Suomen maaseudulta löytyy suuri määrä käsityöläisiä ja koruvalmistajia. 3D-tulostus tarjoaa uuden tavan korujen suunnitteluun, korujen toteutukseen ja vaikkapa uniikkien korurasioiden toteutukseen. Materiaalina voi käyttää esimerkiksi puukomposiittia.
4. Arkipäivän apuvälineet. 3D-tulostuksella voidaan nopeasti kokeilla ja toteuttaa ideoita, jotka helpottavat arkipäivän toimintaa. Olemassa olevat palvelualustat tarjoavat käteviä tapoja perustaa esimerkiksi oma nettikauppa ideoiden tuotosten myyntiin (esim. http://www.shopify.com/). Arkipäivän apuvälineitä ovat esimerkiksi erilaiset pidikkeet, jigit, kurottimet, kotelot ja ergonomiset ratkaisut. Thingiverse-palvelusta löytyy näistä lukuisia esimerkkejä.
5. Ravi ja hevostarvikkeet. Hevosurheiluun liittyy paljon tietoa ja osaamista, jotka konkretisoituvat nopeampina suorituksina. Esimerkiksi 3D-tulostetuilla hevosenkengillä voidaan optimoida kyseiseen kilpailutilanteeseen ja maastoon sopivat varusteet.
6. Erikoistunut ja monipuolinen alihankinta. Maaseudulla on lukuisia yrityksiä, jotka palvelevat erityisesti metalliteollisuuden alihankintaa. Metallin 3D-tulostuksen avulla erikoisosaaminen voidaan hyödyntää sekä nykyisessä toiminnassa parempana palveluna, että uuden liiketoiminnan kehittämisessä. Esimerkiksi valkeakoskelainen Hetitec tuottaa muotteja mm. valuteollisuudelle.
7. Start-up toimijat ja uudet tuotteet. 3D-tulostus mahdollistaa nopeasti uudenlaisen liiketoiminnan käynnistämisen. Tämä avaa merkittäviä mahdollisuuksia mm. maaseudun nuorille innovaattoreille.
8. Yksilöllistäminen. Markkinoilla on loputtomasti tuotteita, joiden motivaationa on ainutlaatuisuus: kenelläkään muulla ei ole samanlaista. 3D-tulostusta sovelletaan mm. yksilöllisiin osiin purjeveneissä, kaappien ovien vetimiin ja tuunattujen autojen yksityiskohtiin. Millaisia yksilöllistämiseen perustuvia toimintamahdollisuuksia voisi syntyä maaseudulla?
9. Talonrakennus ja mökkiveistämöt. 3D-tulostus tarjoaa talonrakentajille aivan uudenlaisia toimintamahdollisuuksia ja palveluketjuja. Talon suunnittelu onnistuu yhdessä asiakkaan kanssa verkkoympäristössä, talon pienoismalli voidaan tuottaa nopeasti, yksilöllistäminen voi tulla osaksi palvelua, jne. Parhaimmillaan kokonainen talon runko voidaan tulostaa. Digitaalinen suunnittelu mahdollistaa paremman yhteissuunnittelun ja yhteensopivuuden varmistamisen kumppaneiden ja alihankkijoiden kanssa.
10. Maaseudun pienputiikit. Asiakkaat eivät hae maaseudun putiikeista kasvottomia massatuotteita, vaan laatua, yksilöllisyyttä ja erityisyyttä. 3D-tulostus tarjoaa lukemattomat mahdollisuudet yksilöidä myytävät tuotteet, on kyseessä sitten maito, juusto, liha, leipä, vaatteet, langat, tai ihan mikä vaan. Jokaiseen niihin voidaan tulostaa yksilöllinen, “ostajan näköinen”, “myyjän brandia heijasteleva” kuljetus-, säilytys- tai esillepanoesine. Yksinkertaisena esimerkkinä vaikkapa kuvitteellisen Kuismasen juustolan juusto tarjoiltuna juustolautaselta, josta tulee ilmi Kuismasen juustolan jokin erityispiirre yhdistettynä iloisen asiakkaan kuvaan Kuismasen lampaiden kanssa.

Mahdollisuuksien vilja-aitta!

Digitaalisuus ja 3D-tulostus tarjoavat uudenlaisia mahdollisuuksia maaseudun kehitykseen ja elinkeinojen kehittämiseen. Esimerkit maailmalta osoittavat, että kuka tahansa voi tarttua näihin mahdollisuuksiin ja menestyä.Tarvitaan vain uskoa omiin kykyihin, ripaus luovuutta ja yrittäjähenkeä. Kuinka tämä mahdollisuus hyödynnetään Suomen maaseudulla? Kuinka siihen voidaan kannustaa? Kuinka digitaalisuudella ja 3D-tulostuksella luodaan uutta työtä ja maaseudun elinvoimaa?

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.

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

Allaoleva kirjoitus julkaistiin Keksintöuutisissa 2 / 2013 (kekery.fi/Keksintöuutiset). Lehti on Suomen Keksijäin Keskusliiton julkaisema keksintö-ja innovaatioalan ammattilehti. Jutun inspiraationa oli pohdiskelu siitä, kuinka tavalliset ideanikkarit ja vaativammat keksijät voivat hyödyntää 3D-tulostuksen tarjoamia mahdollisuuksia

---

3D-tulostus

3D-tulostus (materiaalia lisäävä valmistus, additive manufacturing) on nopeasti yleistyvä ja kehittyvä tekniikka, joka mahdollistaa konkreettisten esineiden luomisen tiedostosta, periaatteessa samaan tapaan kuin paperille tulostetaan mustesuihkutulostimilla. Tekniikka muuttaa käytäntömme esineiden valmistuksessa, prototyyppien tekemisessä ja uusien asioiden kokeiluissa.

3D-tulostus ei ole uusi idea. Tekniikkaa on sovellettu jo 30 vuoden ajan mallikappaleiden ja prototyyppien valmistukseen lähinnä vahasta ja pehmeistä materiaaleista. Mutta nyt tekniikka on kypsynyt ja sitä voidaan soveltaa laajemmin. Valmiita käyttöesineitä ja osia voidaan tulostaa lukuisista eri materiaaleista, kuten titaanista, teräksestä, muoveista, lasista ja puusta. Tarjolla olevien materiaalien määrä kasvaa jatkuvasti. Myös materiaalien ja värien yhdistelmiä voidaan tulostaa.

Tulostimien hinnat laskevat nopeasti. Kuluttajille suunnatut tulostimet maksavat tällä hetkellä alle 2000€. Tämän hintaluokan laitteilla voidaan tulostaa etupäässä muovia. Teolliseen ja vaativaan käyttöön tarkoitettujen tulostimien hinnat alkavat n. 7000€:n tienoilta.

3D-tulostusta sovelletaan mitä kummallisimpiin tarkoituksiin ja tulostettavien esineiden koot vaihtelevat radikaalisti. Suurimpia tulostimilla tuotettuja esineitä ovat kokonaiset talot ja lentokoneiden siivet. Pienimmät tulosteet tehdään nano-tasolla, atomi kerrallaan. Metallien, kuten titaanin, tulostus on tällä hetkellä erittäin kallista, kun taas muovin tulostaminen on lähes ilmaista (25€/kg). Kaikilla menetelmillä kiusallisin ongelma on tulostuksen hitaus. Nopeuden ja hinnan optimoinnin suhteen on käynnissä kiivas tutkimus- ja kehitystyö.

3D-tulostus ja keksijät

3D-tulostus tarjoaa keksijöille rajattomat mahdollisuudet luoda, kokeilla ja etsiä uusia ratkaisuja arkipäivän ongelmiin. Keksijät ovat mm.:

• luoneet tulostamalla raajojen kehityshäiriöstä kärsivälle tytölle tuet. Tuet on helppo skaalata ja tulostaa uudellen tytön kasvaessa (spark.qualcomm.com/blog/3d-printing-empowers-inventors-changes-lives).
• tulostaneet keinotekoisia verisuonia sokerista (www.engadget.com/2012/07/03/researchers-create-vein-like-structures-with-sugar-3d-printer)
• luoneet ja julkaisseet lukemattomia keksintöjä, kokeiluja ja käytännön apuvälineitä (thingiverse.com). Esimerkkinä laite, joka optimoi käsisaippuan määrää pumpatessa (www.thingiverse.com/thing:55622).
• soveltaneet tekniikkaa aktiivisesti uusien lelujen ideointiin (http://blog.makezine.com/2013/03/15/alice-taylor-inventing-the-future-of-toys/).
• kehittäneet aktiivisesti uudenlaisia tulostimia, mm. talojen tulostamiseen.
  Vastaavanlaisia esimerkkejä löytyy rajattomasti! Näitä olen koonnut Facebook-ryhmään “What people do with 3D printing?”.

Hyppy tulevaisuuteen – 10 ideaa

Kuvitellaan, mitä keksijät voisivat tehdä 3D-tulostuksen avulla, jos kaikki nykytekniikka olisi käytettävissä, ja aikaa ja rahaa olisi rajattomasti. Vaikka näin ei ole käytännössä, saamme näköalan käsillä oleviin mahdollisuuksiin.

1. Keksinnön voi välittömästi muuttaa valmiiksi tuotteeksi, erityisesti jos tarpeena on tuottaa vain yksittäiskappaleita tai piensarjoja. Mm. muotteja ei useinkaan enää tarvita.
2. Kaikkia kuviteltavissa olevia muotoja ja rakenteita voidaan helposti toteuttaa, kuten mutkaisia ja vaihtelevan paksuisia reikiä (jäähdytys, nesteen virtaukset), luumaisia kestäviä ja keveitä rakenteita, sekä sisäkkäisiä rakenteita. Hitsaussaumoja ei ole.
3. Tulostusvaiheessa voidaan yhdistellä tekniikoita ja materiaaleja. Myös elektroniikkaa voidaan tulostaa!
4. Keksinnöistä voidaan helposti tehdä yksilöllisiä ja ergonomisia. Tämä mahdollistaa erityisesti erityistarpeisiin laadittujen keksintöjen kehityksen, kuten vanhusten ja vammaisten apuvälineet.
5. Kehityksessä tarvittavia apuvälineitä, pidikkeitä, tukirakenteita yms. voidaan tuottaa nopeasti ja iteroida helposti.
6. Keksintöä voidaan kehittää ja kokeilla eri materiaaleilla ja eri kokoisina.
7. Keksintöjen jakaminen ja yhteiskehitys on helppoa. Välimatkasta huolimatta voidaan työstää samaa esinettä tai muotoa samanaikaisesti sekä mallin että tulostetun esineen kautta.
8. Kaikenlaiset osat ja tarvikkeet ovat aina saatavilla. Puuttuva tai hajonnut osa voidaan tuottaa itse tai löytää verkkopalveluista.
9. Osien 3D-kuvantaminen on helppoa kännykkäkameran avulla. Mielenkiintoinen havainto tai muoto voidaan välittömästi muuttaa 3D-muotoon.
10. Mitä sinä tekisit?

Jalat maahan – mitä oikeasti voin tehdä?

Kaikki laitteet ja resurssit eivät useinkaan ole käytettävissämme. Mietitään siis hetki, millaiset asiat ovat realistisesti mahdollisia. Lähtökohtana voisi olla, että sellaisia asioita ei kannata tulostaa, jotka ovat helposti ja edullisesti saatavilla kaupasta.

3D-tulostuksen aloittamiseksi ei tarvita omaa tulostinta, eikä edes ole välttämätöntä olla mallinnuksen osaaja. Useimmat asiat ovat jo tarjolla ilmaisissa verkkopalveluissa:

• Sekä kuluttajille että eri kokoisille toimijoille on tarjolla verkkotulostuspalveluita, kuten shapeways.com ja i.materialize.com. Tulostuspalveluista on kattava lista täällä: www.3ders.org/3d-printing/3d-print-services.html.
• 3D-mallit: Verkosta löytyy ilmaisia 3D-malleja, joiden käyttö on täysin vapaata niin kauan kuin et myy valmistamiasi esineitä eteenpäin. Mallikirjastot, kuten thingiverse.com, perustuvat avoimeen tiedonjakoon: kuka tahansa voi laittaa oman mallin muiden käyttöön ja määritellä itse siihen liittyvät rajoitukset tai mahdollisen hinnan.
• Omien mallien luomiseen voit käyttää ammattimaista CAD-ohjelmistoa tai ilmaisia 3D-suunnitteluohjelmia, kuten Google Sketchup). Olemassaolevien muotojen ja esineiden 3D-mallintaminen onnistuu skannerilla (esim store.makerbot.com/digitizer.html) tai matkapuhelimen 3D-mallinnusohjelmalla (www.123dapp.com/catch).

Voit aloittaa 3D-tulostuksen hyödyntämisen keksintöjen kehityksessä välittömästi ja ilmaiseksi!

Entä IPR?

3D-tulostuksen suosio tuottaa haastavia IPR kysymyksiä. Kenellä on oikeudet, kun kuka tahansa voi helposti mallintaa ja tulostaa minkä tahansa näkemänsä idean tai muodon? Kuinka tätä valvotaan?

Asiaa on pohdittu pääasiassa kolmesta näkökulmasta. Ensimmäinen kattaa hyödylliset esineet (useful objects). Näitä voidaan suojata patenteilla. Jos esinettä ei ole suojattu patentilla, se on vapaasti käytettävissä. Toisen näkökulman muodostavat taiteelliset tuotokset, kuten veistokset ja muodot. Näitä ei voida suojata patenteilla, mutta niillä on ikuinen tekijänoikeus, eli copyright. Mikään tuotos ei voi kuulua molempiin ryhmiin, eli ne ovat lainsäädännön näkökulmasta toisensa poissulkevia. Kolmannessa näkökulmassa nämä kaksi sekoittuvat. Erityisesti 3D-tulostuksen myötä syntyy esineitä, jotka ovat sekä hyödyllisiä että taiteellisia. Patentoitavuuden tai copyrightin määrää se, kumpaan ryhmään esine ensisijaisesti kuuluu. Tästä rajanvedosta syntyvät ne haastavat kysymykset.

Useissa maissa ratkotaan parhaillaan ennakkotapausten kautta 3D-tulostuksen kysymyksiä. Aiheen pohtiminen lienee pisimmällä USA:ssa (esim. www.publicknowledge.org/Copyright-3DPrinting). Toisaalta, 3D-tulostuksen tiimoilta on syntynyt toisenlainen ajattelutapa ja käytäntö: On hyvä, että ideani on vapaasti muiden saatavilla ja haluan että toiset parantavat ideaani. Tähän perustuu mm. thingiverse.com:in toiminto, jossa kunkin esineen “evoluutiohistoriaa” voidaan seurata.

Mikäli Internetin historia opettaa meille jotain, se liittyy ensisijaisesti ihmisten haluun jakaa asioita. Ihmiset jakavat mallejaan verkossa ja haluavat, että niitä hyödynnetään mahdollisimman rikkaasti.

Mihin tämä johtaa?

Muutaman vuoden kuluessa keksimisen kulttuuri muuttuu, koska esineiden nopea tekeminen ja kokeileminen käytännössä helpottuvat radikaalisti. Tämä tulevaisuus on jo keskellämme varhaisten kokeilijoiden, kokeilujen ja konkreettisten tuotosten muodossa. Keksijöiden tulevaisuuden teesit ovat seuraavat:

1. Kuka tahansa keksijä voi helposti muuttaa ideansa konkreettiseksi tuotokseksi. Kokeilu ja prototyyppien tekeminen on nopeaa ja edullista.
2. Syntyy paikallisia tulostuspalveluita, joiden kautta tulosteet ovat kaikkien saatavilla ilman tarvetta omiin tulostimiin.
3. Esineiden rakenteille ja muodoille ei ole muita rajoitteita kuin mielikuvitus.
4. Syntyy keksijöiden ja ratkaisujen tarvitsijoiden välisiä kansainvälisiä verkostoja. Verkostot hyödyntävät erityisesti 3D-tulostuksen tarjoamia mahdollisuuksia.

Lisätietoja aiheesta:
Pekka Ketola, pekka@ideascout.fi

Kesäkuussa 2012 pohdimme Teknologiateollisuuden ICT 2015 työpajassa 3D-tulostuksen kehitystä. Pohdinnan taustaksi laadimme joukon teesejä, sekä esimerkkejä tulevaisuuden arvoketjuista.

Useimmat asiat eivät ole vielä, 2.5 vuotta tapahtuman jälkeen toteutuneet, mutta jokaisesta asiasta on jo olemassa käytännön esimerkkejä tai raportoituja kokeiluja.

I Teesit

3D-tulostus muuttaa maailmaa enemmän kuin Internet.

Uudet ilmiöt ja erityisesti uudet mahdollisuudet tehdä asioita ovat äärimmäisen mielenkiintoisia ja kutkuttavat mielikuvitusta. Silloin tällöin tämä kutkutus on sen verran voimakasta, että ajatuksia täytyy pukea sanoiksi.

Tässä blogissa julkaisen kirjoituksiani aiheesta. Jotkut näistä on jo julkaistu muissa foorumeissa. Jotkut saavat ensiesittelyn tätä kautta.

Toivottavasti kirjoitukset herättävät Sinussa ajatuksia ja innostusta.