Mikä on 3D-tulostin, ja kuinka se toimii?

3D-tulostimella tulostetaan kolmiulotteisia muovi-, metalli- tai esimerkiksi lasiesineitä. 3D-tulostimella on tehty myös taloja, jolloin materiaalina on ollut sementti. Myös esimerkiksi suklaata voidaan 3D-tulostaa. Ensimmäiset 3D-tulostimet tulivat käyttöön 1980-luvulla, mutta ne ovat kehittyneet (ja yleistyneet) noista ajoista jättimäisin harppauksin. Voit kokeilla 3D-tulostinta esimerkiksi kirjastossa. Jos haluat oman 3D-tulostimen, voit ostaa sen valmiina, tai tilata kiinalaisen tulostimen rakennussarjan. Valmisratkaisusta saat maksaa ainakin 1500 euroa, jos haluat oikeasti käyttökelpoisen laitteen. Rakennussarjan voit saada Kiinasta arvonlisäveroineen, postikuluineen ja tulleineen jo noin 250 eurolla. 

3D tulostin

Kuinka 3D-tulostin toimii?

3D-tulostimeen laitetaan yleensä omissa kaseteissaan oleva tulostusmateriaali, esimerkiksi muovi. Sieltä materiaali johdetaan tulostuspäähän esimerkiksi jauheena tai nauhana. Tulostuspää liuottaa tai sulattaa tulostusmateriaalin nesteeseen, ja suihkuttaa sen tulostinalustalle useiksi kerroksiksi. Tulostinalustalla materiaali kovettuu haluttuun malliin. 

3D-tulostinta voidaan pitää CNC-jyrsijän sukulaisena, sillä ne esimerkiksi hyödyntävät samaa ohjauskoodia. CNC-jyrsijä muotoilee isosta määrästä muovia tai muuta materiaalia juuri toivotun näköisen ja muotoisen esineen. Suurin ero on siinä, että CNC-jyrsijä poistaa materiaalia, ja 3D-tulostin taas lisää sitä. 

Ennen kuin alat tulostamaan hammasharjan pidikettä, kenkälusikkaa tai esimerkiksi plektraa, tarvitset 3D-mallin, mikä luodaan 3D-suunnitteluohjelmilla (eli CAD-ohjelmilla). 3D-mallinnussoftista löydät ilmaisversioita harrastajille, mutta jos 3D-suunnittelu on aivan uusi asia, voivat ne tuntua hankalilta. Saatatkin päätyä käyttämään valmiita 3D-malleja, joita löytyy myös ilmaiseksi . Omia tulosteita voi mallintaa ilmaiseksi esimerkiksi aloittelijalle sopivalla Tinkercad-ohjelmistolla, harrastelijan 123Design-ohjelmistolla tai ammattikäyttöön sopivalla ohjelmistolla, jonka nimi on OnShape. Tinkercadin avulla opit kaiken olennaisen 3D-tulostamisesta. 

3D-tulostin on löytänyt paikkansa niin autoteollisuudessa kuin muussakin teollisuudessa. 3D-tulostimen avulla voidaan saada erilaisia prototyyppejä testaukseen nopeasti ja edullisesti. Esimerkiksi moottorien ja rattaiden osat 3D-tulostetaan ensin, jotta voidaan testata, toimiiko koneisto halutulla tavalla. Muun muassa mekaniikkasuunnitteluun ja tuotekehittelyyn erikoistunut asiantuntijayritys Enmac käyttää aktiivisesti 3D-tulostimia. Enmacin toimintaan ja asiakastarinoihin voi tutustua osoitteessa Enmac.fi

Myös design-alan yritykset voivat testata ja havainnollistaa ideoitaan 3D-tulosteilla, jotka ovat aivan aitoa tuotetta vastaavia mallikappaleita. Etenkin arkkitehtitoimistot ovat löytäneet 3D-tulostimilleen paljon käyttöä. 

Joskus koko tuote, osa tai osakokonaisuus päädytään valmistamaan 3D-tulostimella. Näin osan valmistuskustannuksia voidaan pienentää (joskus jopa lähes 90 %), ja sen kokoa ja massaa voidaan keventää. Esimerkiksi hammashoitoala ja autoteollisuus ovat ottaneet 3D-tulostuksen omakseen myös uusien osien ja tuotteiden valmistusprosessissa. 

Vinkkejä 3D-tulostajalle

3D-tulostamisesta kiinnostuneet voivat viritellä tulostimiaan vaikka loputtomiin, ja kehitellä aina uusia tulostettavia kohteita. Voikin olla, ettei 3D-tulostinta kannata ostaa, ellei ole kiinnostunut rakentelusta, värkkäilystä ja virittämisestä. Hyvän tulostusidean jalostaminen vaatii paitsi luovuutta, myös ymmärrystä teknisistä rajoitteista (sekä niiden kiertämisestä).

3D-tulostimen tarkkuus on yleensä millimetrin kymmenyksen luokkaa. Vaikka käyttäisit pienintä kerroskorkeutta, näkyy valmiissa 3D-tulosteessa sen kerroksittainen rakenne. Tästä syystä ei ehkä kannata lisätä 3D-tulosteeseen suurta tarkkuutta vaativia yksityiskohtia. 

Kappaleet kannattaa tulostaa vaaka-asennossa. Muista, että suuret aukot ja kaaret vaativat erillisiä tukirakenteita, sillä et voi tulostaa tyhjän päälle. Tukirakenteet voi piirtää esimerkiksi Tinkercadilla, ja ne repäistään lopuksi irti pihtien avustuksella. 

Tinkercad on aloittelevan 3D-tulostajan paras kaveri. Se tallentaa mallisi ja ohjaa sinua eteenpäin 3D-tulostamisen ihmeellisessä maailmassa – eikä edes maksa mitään. Uusia malleja löydät esimerkiksi Thingiverse-, MyMiniFactory- ja Cults3D-sivustoilta. Lataa malli useimpien siivutusohjelmien tukemassa .stl-muodossa. 

Hyvä vinkki tulostuksen nopeuttamiseen ja muovin säästämiseen on mallien optimointi mahdollisimman vähän materiaalia vaativiksi – tässä onnistut esimerkiksi jättämällä isot kappaleet ontoiksi, tai reikäkuvioimalla levyt. 

Joskus haluamasi esine on tulostettava monessa osassa. Palat voi liittää yhteen epoksilla, saranoilla tai esimerkiksi ruuveilla. Epoksi toimii myös valmiiden tulosteiden vesieristämiseen. 

Jos ongelmana on se, että tulosteen kerroksittainen rakenne pistää liikaa silmään, voit poistaa sen santapaperilla (jos tuloste on PLA-muovia). ABS-muovista valmistettujen tulosteiden tasoittaminen ei vaadi paljoa vaivannäköä, sillä asetonikylpy riittää sulattamaan muovin pinnan tasaiseksi. Aloita vuoraamalla lasipurkin sisäpuoli talouspaperilla. Kaada sitten purkkiin asetonia, mikä höyrystyy saaden kappaleen pinnat sulamaan ja tasoittumaan juuri sopivasti.

Halutessasi voit jatkaa urakkaa ja viimeistellä tulosteesi maalaamalla. Aloita maalaaminen pohjamaalilla, mikä varmistaa maalin tarttumisen. Maalaa sen päälle spray- tai akryyliväreillä, ja levitä sen päälle lakkakerros. 

Luovinan blogi

Meidän blogissa käsitellään monia eri aiheita mainontaan, sosiaaliseen mediaan, viestintään ja kulttuuriin liittyen. Päivityksissä käsitellään myös yrityksen toimintaan liittyviä uutisia ja kerrotaan ajankohtaisista, tärkeistä ja vähemmän tärkeistäkin asioista.

Löydä