Wohlers Report on yksi tunnetuimmista ja antaa hyvän kuvan 3D-tulostuksen tilanteesta niin teknologian kehityksen, markkinoiden kuin palveluntarjoajienkin osalta. Tilannekatsauksen ensimmäisessä osassa käytiin läpi viimeisen vuoden uutisia, 3D-tulostuksen käyttökohteita ja materiaaleja.

Tässä tilannekatsauksen toisessa osassa perehdytään 3D-tulostuksen käyttöön teollisuudessa. Wohlers Report kokoaa 3D-tulostuksen palveluntarjoajilta tietoja käyttökohteiden lisäksi siitä, mitkä teollisuudenalat palveluita hyödyntävät. Se antaa hyvän kuvan siitä, millä alalla valmistusmenetelmän käyttö on vakiintunut.

Oheista kuvaajaa katsoessa on kuitenkin hyvä muistaa se, että Wohlers Report kartoittaa käyttäjiä ja käyttökohteita palveluntarjoajien kautta. Viiden suurimman toimialan valmistajilla on nykyisin runsaasti 3D-tulostuskapasiteettia omassa käytössä, joka jää tämän tilaston ulkopuolelle. Todellisen tilanteen selvittämiseksi rinnalle tarvittaisiin vielä tilastointia 3D-tulostuksen käytöstä eri teollisuudenaloilla silloin kun käytössä on omat laitteet ja tuotantolinjat.

Suurimmaksi kategoriaksi on tämän vuoden tilastossa noussut Muut (14,5 %), joka kattaa nimensä mukaisesti toimialoista kaikki ne, jotka listasta puuttuvat. Näitä ovat esimerkiksi öljy- ja kaasuteollisuus, meriteollisuus, kaivosteollisuus, kemianteollisuus, puu & paperiteollisuus sekä taide- muoti-, ja viihdeteollisuus.

Esimerkkinä lisäävää valmistusta paperiteollisuuden käyttökohteissa hyödyntävästä yrityksestä toimii suomalainen Valmet, joka avasi uuden tulostuskeskuksen Tampereelle 2023. Yritys on valmistanut 3D-tulostamalla paperiteollisuuden tarpeisiin mm. valumuotteja ja varaosia vuodesta 2016 lähtien.

Hyvä esimerkki 3D-tulostuksen käyttökohteesta pakkausteollisuuden puolella on paperimassapakkausten valmistuksessa käytettävät muotit, joita on valmistettu 3D-tulostamalla eri menetelmiä käyttäen jo useita vuosia. Lisäävän valmistuksen käyttö mahdollistaa jopa 50% halvemmat muotit nopealla toimitusajalla, mikä puolestaan tekee tuotannosta kannattavaa myös pienemmillä tuotantoerillä. Seuraavassa kuvassa keskellä EOS:in jauhepetimenetelmällä nylonista (PA12) valmistama muotti kyseiseen käyttötarkoitukseen.

Norjalainen Eureka Pumps AS valmistaa pumppuja öljy-, kaasu- ja meriteollisuuden tarpeisiin. Yritys käyttää lisäävää valmistusta mm. pumppujen juoksupyörien valmistuksessa, sillä se tuo merkittäviä etuja mm. toimitusaikoihin. Juoksupyörillä on tyypillisesti 20 viikon toimitusaika, mutta 3D-tulostuksen avulla se on saatu lyhennettyä yhteen viikkoon. Alla olevassa kuvassa vasemmalla näkyy yrityksen jauhepetitekniikalla valmistettu juoksupyörä, materiaalina inconel 625.

Autoteollisuus (14,4 %) on tämän vuoden tilastoissa tippunut kärkisijalta toiseksi. Tähän vaikuttanee mm. se, että autoteollisuudessa valmistajilla on nykyisin käytössä runsaasti omaa laitekantaa, jonka lisäksi ne käyttävät palveluntarjoajia osien valmistukseen. Esimerkiksi BMW valmisti vuonna 2023 yli 400.000 osaa omissa tuotantolaitoksissaan ympäri maailmaa.

Autoteollisuus hyödyntää 3D-tulostusta mm. suunnittelun validoinnissa, työkaluissa sekä istuvuuden ja toiminnan testauksessa. Lopputuotteiden valmistus on toistaiseksi ollut rajattua lähinnä pienempien tuotantomäärien osissa joita käytetään pääosin urheiluautoissa ja luksusmalleissa.

Lähes kaikilta autovalmistajilta löytyy sisäisiä tulostuskeskuksia jotka valmistavat osia niiden tutkimusyksiköille ja tuotantolaitoksille. Ford ilmoitti helmikuussa 2023 rakentavansa Saksaan uuden tulostuskeskuksen palvelemaan sähköautojen valmistusta. Uudessa tulostuskeskuksessa valmistetaan työkaluja ja kiinnittimiä mutta mahdollisesti myös osia piensarjatuotantoon. Fordilta löytyy Euroopasta ennestäänkin 3D-tulostuskeskuksia ja yritys on viime vuosien aikana rakentanut yli 5000 3D-tulostettavan osan digitaalisen tuotekatalogin valmistusprosessin eri vaiheisiin.

Muista autovalmistajista mm. Audi on kertonut saavuttaneensa 80% kustannussäästön kiinnittimien valmistamisessa hyödyntämällä 3D-tulostusta ja trincklen automaattista fixturemate -ohjelmistoa. Kyseinen ohjelmisto on käytössä useilla muillakin autovalmistajilla ja sen herättämästä kiinnostuksesta valmistavan teollisuuden yrityksissä mainittiin myös aiemmassa Formnext 2023 messujen tilannekatsauksessa.

GM:n vuoden 2024 Cadillac Celestiq -mallissa on 115 3D-tulostettua osaa, joissa materiaaleina ovat alumiini, ruostumaton teräs ja polymeeri. Autossa on mm. ruostumattomasta teräksestä tulostettu turvavyön D-rengas, joka on turvallisuuskriittinen osa. Muita tulostettuja osia ovat mm. ratin alumiinikehikko, ikkunakytkimet, vetokahvat ja erilaiset koristeosat.

Yksi tyypillisistä tavoista hyödyntää 3D-tulostusta autoteollisuuden tarpeissa on työkalujen ja muottien valmistus. Erilaiset valmistuksessa käytettävät työkalut voivat olla 3D-tulostettuina merkittävästi perinteisesti valmistettuja kevyempiä, mikä helpottaa työskentelyä ja parantaa työn laatua. Lähes kaikilla autovalmistajilla on tuotantolaitoksissa omat sisäiset kehitysyksiköt, joissa 3D-tulostuksen käyttö on jo arkipäivää. Tämä mahdollistaa nopean ja ketterän reagoinnin tuotannon tarpeisiin.

3D-tulostus mahdollistaa suorituskykyisempien muottien valmistuksen. Hyvä esimerkki tästä löytyy mm. BMW:ltä, joka käyttää sideainesuihkutusta hiekkamuottien valmistuksessa: https://www.youtube.com/watch?v=CFq8C2MzRr8. Myös Tesla on ilmoittanut tutkivansa hiekkamuottien käyttöä tehostamaan auton runkojen valmistusta. Yhtiön laskelmien mukaan 3D-tulostettujen hiekkamuottien käyttö auton runkojen valuissa toisi merkittäviä kustannussäästöjä perinteiseen valmistusmenetelmään verrattuna.

Lisäksi 3D-tulostuksen käyttäminen metallimuottien korjauksessa on usein kustannustehokasta. Esimerkiksi Toyota hyödyntää suorakerrostustekniikoita muottien korjauksessa.

Viime vuoden lopulla julkaistiin myös mielenkiintoisia uutisia Saksasta, jossa päättyi kolmivuotinen ”Polyline” -projekti. Projektissa rakennettiin onnistuneesti lisäävään valmistukseen perustuva, muoviosien automaattinen tuotantolinja autoteollisuuden käyttökohteita varten. Esittelyvideo rakennetusta tuotantolinjasta löytyy täältä: https://www.youtube.com/watch?v=dq6T2Qe04AM

Projektissa oli mukana 15 saksalaista toimijaa niin teollisuudesta kuin tutkimuslaitoksista, mm. BMW, EOS, Grenzebach, Dye Mansion ja 3Yourmind. Tuotantolinja rakennettiin BMW:n AM kampuksen tiloihin Munichiin ja projektista vastasi EOS. Lisätietoja projektista löytyy osoitteesta https://www.eos.info/en-us/press-media/press-center/press-releases/project-serial-production-polyline

Kuluttajatuotteet (14%) ovat tilastossa kolmantena ja niiden osuus on muihin toimialoihin verrattuna laskenut hieman edellisvuodesta. Tyypillisimpiä kuluttajatuotteita ovat matkapuhelimiin liittyvien tuotteiden lisäksi mm. aurinko- ja silmälasit, jalkineet, korut, kuulokkeet ja urheiluvälineet. 3D-tulostus mahdollistaa kuluttajatuotteille nopean markkinoille pääsyn, enemmän vapauksia tuotteiden muodon ja geometristen piirteiden osalta sekä massakustomisointiin liittyvät edut.

Edellä mainittiin yleisimpiä käyttökohteita, mutta myös erikoisempia löytyy. Esimerkiksi Kohler esitteli CES 2024 -messuilla kuluttajille 3D-tulostamalla valmistettavia pesuhuoneen altaita. Materiaalina on yrityksen kehittämä, tahnamaisessa muodossa oleva lasimainen materiaali, jota käytetään pneumaattisesti toimivassa pursotusprosessissa. Linkki: https://www.kohler.com/en/products/bathroom-sinks/shop-bathroom-sinks/rista-16-1-4-round-vessel-bathroom-sink-no-overflow-37692

Matkapuhelinvalmistaja Honor valmistaa hyödyntää metallin 3D-tulostusta valmistamalla Honor Magic V2 -puhelinmallissa käytettävän saranarakenteen titaanista. Tulostusprosessi mahdollistaa ohuen ja toimivan saranarakenteen valmistamisen. Yrityksen mukaan saranarakenteen tulostuskustannus on 4 dollaria, tosin jälkikäsittelyvaiheiden (hionta- ja kiillotus) jälkeen kustannukseksi tulee noin 40 dollaria. Tämä on kuitenkin tuotteen kannalta kustannustehokas valmistustapa, ja yrityksen ensimmäisen valmistuserän koko on noin miljoona kappaletta.

Urheiluvälineistä hyvänä esimerkkinä toimiva golfmailat, joiden suunnitteluun ja muotoiluun 3D-tulostus vaikuttaa vahvasti. 3D-tulostettuja mailoja löytyy jo useilta valmistajilta, sillä 3D-tulostusta hyödyntämällä voidaan parantaa lyöntipituuksia, tarkkuutta ja vakautta. Golf on myös urheilulajina tyypillisesti sellainen, että pelaajat ovat hyvistä tuotteista valmiit myös maksamaan. 3D-tulostuslaitteiden valmistajista kyseisen lajin potentiaaliin on kiinnittänyt huomioita mm. Desktop Metal, joka esittelee sivuillaan 3D-tulostuksen hyötyjä mailanvalmistuksessa (https://www.desktopmetal.com/resources/3d-printed-golf-clubs).

Wohlers Reportissa esiteltiin japanilaisen Designer -valmistajan PGA 2024 -messuilla lanseeraama draiveri, joka valmistetaan Farsoonin jauhepetitekniikkaan perustuvilla tulostimilla titaanista. Tulostettava muoto on suunniteltu sisärakenteiltaan itsetukevaksi ja ulkopinnaltaan teksturoiduksi.

Neljäntenä oleva lääketiede ja hammaslääketiede (13,7%) ovat kummatkin tunnetusti 3D-tulostuksen pitkäaikaisia käyttäjiä.

3D Systems, yksi lisään valmistuksen pioneereista, ilmoitti FDA:n myöntäneen huhtikuussa 2024 510(k) -hyväksynnän yrityksen 3D-tulostetuille, potilaskohtaisesti räätälöitävällä kalloimplantille. VSP PEEK Cranial Implant sisältää täydellisen FDA-hyväksytyn työnkierron sisältäen segmentoinnin, 3D-mallinnuksen, 3D-tulostuksen 3D Systems ET 220 MED -tulostimilla ja siihen liittyvillä prosesseilla. Teknologia mahdollistaa 85% materiaalinsäästön perinteisiin valmistusmenetelmiin verrattuna ja yksinkertaistaa valmistusprosessia huomattavasti. Yrityksen mukaan menetelmää on jo hyödynnetty 40 onnistuneessa kranioplastiassa Sveitsissä, Itävallassa ja Israelissa.

Vuoden 2023 elokuussa FDA hyväksyi Steris yrityksen ”V-PRO maX 2 Low Temperature Sterilization System ” -järjestelmän 3D-tulostettujen osien sterilisointijärjestelmäksi. Järjestelmällä voidaan steriloida mm. 3D-tulostetut potilaskohtaiset työkalut, ohjaimet sekä anatomiset mallit ja joita käytetään leikkauksen aikana.

Hammaslääketiede on ollut 3D-tulostuksen merkittävä hyödyntäjä jo useiden vuosien ajan. Alan tunnetuin yritys, Align Technology, ilmoitti vuonna 2023 valmistavansa yli miljoona kappaletta potilaskohtaisesti räätälöityjä Invisalign -oikomiskalvoa. Yrityksen käyttämä tuotantomenetelmä hyödyntää 3D-tulostusta oikomiskalvojen muottien valmistuksessa. Yritys myös hankki vuoden 2023 aikana Cubicure laitevalmistajan, jonka laitteet soveltuvat oikomiskalvojen valmistukseen suoraan, ilman muottivaihetta. Siirtymävaihe näin suuren kokoluokan valmistuksessa kestänee kuitenkin vuosia.

Yhtenä potentiaalisesti merkittävänä käyttökohteena on hammasproteesien valmistus 3D-tulostamalla. Maailman suurimmat 3D-tulostusvalmistajat Stratasys ja 3D Systems ovat kummatkin esitelleet tähän soveltuvia laitteistoja. 3D Systemsin nykyisessä järjestelmässä tulostetaan hammasproteesin runko, johon liimataan tekohampaat kiinni. Yritys on ilmoittanut tuovansa markkinoille myös hammasproteesien täysväritulostukseen kykenevän järjestelmän.

Stratasys ilmoitti 2023 saaneensa FDA -hyväksynnän TrueDent -järjestelmälleen, joka mahdollistaa hammasproteesien täysväritulostuksen. Järjestelmän etuna on se, että sekä tekohampaat että tekoikenet valmistetaan automaattisesti ilman manuaalista kokoonpanoa. 3D-tulostuslaitevalmistajien lisäksi hammasproteesien markkinoille on tulossa myös dentaalialan toimijoita, sillä Myerson julkaisi loppuvuodesta 2023 oman vastaavan, ”Trusana Premium 3D” -järjestelmänsä hammasproteesien valmistukseen.

Tilastossa viidentenä oleva Ilmailu- ja avaruusala (13,3%) on yksi 3D-tulostuksen merkittävistä käyttäjistä ja pitkäaikaisista hyödyntäjistä.

Airbus Helicopters avasi uuden 3D-tulostuskeskuksen Donauwörth:issä Saksassa laajentaen lisäävän valmistuksen käyttömahdollisuuksia. Yritys on valmistanut vuodesta 2017 lähtien yli 9400 lukitusakselia Airbus A350 -lentokoneeseen. Uudessa keskuksessa on kolme metallitulostinta titaaniosien valmistukseen, yksi alumiinille ja neljä muoviosien valmistukseen. Airbus suunnittelee käyttävänsä uutta tulostuskeskusta sekä sarjatuotannossa että uusien prototyyppiosien valmistuksessa.

Kanadalainen Tronos Aviation sai FAA hyväksynnän titaanista valmistetulle osalle FAA Class 1 käyttöluokituksen alaiseen osaan. Kyseessä on alun perin valamalla valmistettu hihnapyörän kiinnike BAe 146/Avro RJ -lentokoneeseen, jonka yritys valmisti käänteisesti suunnittelemalla. 3D-tulostettu osa osoittautui viisi kertaa alkuperäisosaa kestävämmäksi.

Yhtenä huomionarvoisena kehitysaskeleena viime vuodelta voitaneen pitää metallitulostimen toimittamista kansainväliselle avaruusasemalle testausta varten. Kyseessä on lankasyöttöinen, ruostumatonta terästä materiaalina käyttävä laite, joka kehitettiin Airbusin johtamassa konsortiossa ESA:n pyynnöstä. Tavoitteena on kehittää 3D-tulostus järjestelmä, joka mahdollistaa sekä varaosien valmistuksen että avaruuteen rakennettavien rakenteiden kierrätyksen.

Toisena 3D-tulostukseen liittyvänä avaruusalan uutisena oli Relativity Space -yrityksen ”Terran 1” raketin laukaisu, jossa testattiin lähes kokonaan 3D-tulostetun raketin laukaisua ja toimintaa. Raketissa oli mm. yhdeksän rakettimoottoria jotka oli valmistettu uudesta GRCop -kupariseoksesta joka kestää jopa 3315 °C lämpötiloja.

Sekä ilmailu- että avaruusalan kannalta kriittisenä kehitysaskeleena on prosessinaikainen laadunseuranta jokaisen tulostetun kerroksen aikana. Tähän liittyen ASTM Center of Excellence julkaisi viime vuonna ”Strategic Guide: Additive Manufacturing In-Situ Monitoring Technology Readiness” -raportin, jossa esitellään ”state-of-the-art” -tilannekatsaus prosessinaikaisessa seurannassa jauhepetitekniikan ja suorakerrostusmenetelmien osalta.

Akateemiset instituutiot (9,7%)

Yksi 3D-tulostusmenetelmien suurista käyttäjäryhmistä on koulutus ja akateeminen tutkimus, jossa 3D-tulostus on viime vuosina vakiinnuttanut asemansa. 3D-tulostuslaitteistoja löytyy lähes kaikista yliopistoista, ammattikorkeakouluista ja lukioista, mutta myös peruskouluista ympäri maailmaa. Harvalla oppilaitoksella on kuitenkaan mahdollisuuksia ylläpitää laajaa ja monipuolista 3D-tulostusympäristöä, josta johtuen palveluntarjoajien osaamisen ja laitteiston hyödyntäminen on yleistä.

Wohlers Report nostaa esille Smithsonian instituutin, joka on yli vuosikymmenen ajan luonut 3D-mallien arkistoa 3D-skannauksen avulla. Tuhansia 3D-malleja sisältävää tietokantaa hyödyntävät rakentajat, taiteilijat ja opettajat ympäri maailmaa. Arkisto löytyy osoitteesta https://3d.si.edu/.

Hallitus/armeija (9,6%)

Maailmanlaajuisesti katsottuna eri maiden puolustusvoimat/armeijat ovat aktiivisia toimijoita 3D-tulostuksen tutkimuksessa ja käyttöönotossa. Tyypillisesti armeijalla on tarpeita ja mahdollisuuksia 3D-tulostuksen käyttöön niin maavoimissa, lennostossa, laivastossa kuin avaruuspuolellakin. On lähes varmaa, että kaikissa tulevaisuuden hävittäjissä hyödynnetään 3D-tulostusta osavalmistuksessa ja varaosissa ainakin jossain määrin sillä osia löytyy enenevissä määrin jo nykyisestäkin konekannasta.

Yhdysvaltojen puolustusvoimat on ollut jo vuosia yksi 3D-tulostusta vahvasti edistäneistä tahoista. Viime vuoden puolella se myönsi Wichita State Yliopistolle 100 miljoonan dollarin kehitysrahan, on tarkoitus kehittää ja modernisoida armeijan maakuljetuskalustoa. Yhtenä painopisteenä on metalliosien laadunvarmistus ja pätevyyden osoittaminen.

Laivastoon liittyviä mainintoja löytyy viimeisen vuoden ajalta niin Saksasta, Yhdysvalloista kuin Englannistakin. 3D-tulostuslaitteiden lisääminen laivaston käyttöön mahdollistaa nopean reagoinnin mm. kriittisten varaosien toimitukselle. HP ilmoitti aloittaneensa yhteistyön Yhdysvaltain Naval Sea Systems Command (NAVSEA) -teknologiatoimiston kanssa metallitulostukseen liittyen. Viime vuoden puolella NAVSEA otti käyttöön SPEE3D:n kylmäsuihkutukseen perustuvan laitteiston ja kertoi myös Marforged X7 Field Edition -laitteiston onnistuneesta käyttöönotosta ja varaosien valmistuksesta sukellusveneissä. Markforged ei ole myöskään ainoa laitevalmistaja joka on tehnyt armeijakäyttöön soveltua versioita tulostuslaitteistoistaan. Norjalainen Fieldmade  valmistaa modulaarisia tulostusyksiköitä jotka soveltuvat kenttäkäyttöön vaativissakin olosuhteissa. Yrityksen valikoimasta löytyy eri kokoluokan laitteita niin muovin, komposiitin kuin metallinkin tulostukseen. Fieldmade ei itse valmista tulostinlaitteita, vaan muokkaa eri laitevalmistajien laitteistoista kenttäkäyttöön soveltuvia versioita. Yritys kertoo tulostaneensa yli 9000 metalliosaa viimeisen kahden vuoden aikana modulaarisissa tulostuskeskuksissaan.

Armeijapuolen käyttökohteet eivät kuitenkaan rajoitu pelkästään metalli, komposiitti ja muoviosien valmistukseen. Yhdysvaltojen armeija on viime vuosien aikana tutkinut ja testannut myös betonin 3D-tulostusmahdollisuuksia infrastruktuurin rakentamisessa.

Texasissa sijaitsevassa Fort Blissin tukikohdassa on menossa 3D-tulostettu parakkiprojekti, jossa valmistetaan kolme sotilasparakkia betonista 3D-tulostamalla. 530 neliömetrin kokoisten parakkien valmistuksella testataan 3D-tulostuksen kustannustehokkuutta, nopeutta, energiatehokkuutta ja kestävyyttä perinteiseen valmistustapaan verrattuna. Parakit ovat myös ensimmäiset 3D-tulostetut rakenteet jotka noudattavat Yhdysvaltojen puolustusministeriön päivitettyä UFC (United Facilities Criteria) -ohjeistusta. Ohjeistus sisältää nykyisin myös 3D-tulostukseen liittyvät määräykset. 

Energiateollisuus (6,3%)

Energiateollisuudessa 3D-tulostusta hyödynnetään mm. aurinko-, ydin-, tuuli- ja vesivoimaloiden koneiden ja laitteiden valmistusprosesseissa.

Ydinvoimalat ovat otollinen kohde 3D-tulostukselle ja viime vuosilta löytyykin useita esimerkkejä siitä, miten 3D-tulostusta on käytetty ydinvoimaloiden osien ja varaosien valmistukseen. Esimerkiksi Siemens valmisti vesipumpun osan Slovenian Krškon ydinvoimalaan jo vuonna 2017. Myös Suomessa Olkiluodon ydinvoimalaitoksessa on testattu 3D-tulostettua venttiiliä. Vuoden 2023 aikana Rosatom otti käyttöön Venäjän suurimman metallin 3D-tulostimen, tarkoituksena suuren kokoluokan osien valmistus ydinvoimaloihin. Järjestelmä on venäläisen RusAT -toimittajan rakentama, laseriin perustuva jauhesyöttöinen suorakerrostuslaite.

Tuulivoimaloiden puolella 3D-tulostusta on hyödynnetty jo vuosia mm. suurten rakenteiden muottien valmistuksessa. GE aloitti tuuliturbiinien komponenttien valmistuksen tulostamalla 2019 ja avasi 2021 Yhdysvalloissa tutkimuslaitoksen energiateollisuuden käyttökohteisiin liittyen. Yritys on kehittänyt uuden tyyppisen tuuliturbiinin lavan, joka on 40% kevyempi ja 25% tehokkaampi kuin perinteisesti valmistettavat mallit. GE:n omistaa myös maailman suurimman betonin 3D-tulostusjärjestelmän, jolla yritys tutkii mm. tuulivoimaloiden jalkojen valmistusta 3D-tulostamalla.

Vesivoimaan liittyen Yhdysvaltain energiaviraston käynnisti 15 miljoonan dollarin Rapid RUNNERS -projektin, jossa Oak Ridge National Laboratory tutkii lankasyöttöisen suorakerrostuksen käyttöä vesivoimaloiden suurikokoisissa osissa kuten juoksijoissa. Suurikokoisten kappaleiden valmistaminen perinteisin menetelmin on työlästä, ja 3D-tulostuksen käyttö mahdollistaa myös kavitaatioherkkien alueiden pinnoituksen kulutuskestävällä materiaalilla. Vesivoiman puolelta löytyy aikaisemmiltakin vuosilta käyttöesimerkkejä, sillä mm. Andritz Hyrdo on valmistanut Saksassa Pelton turbiinien juoksupyöriä lankasyöttöisellä suorakerrostuksella jo vuosia.

Viimeisenä toimialana on rakennusteollisuus (4,5%) jossa 3D-tulostus on viime vuosina herättänyt runsaasti mielenkiintoa.  Valmistustekniikan adoptoimista hidastaa ilmailualan tapaan tiukat viranomaismääräykset, mutta todennäköisemmin suurempi syy muita teollisuuden aloja hitaammalle kehitysvauhdille on vanhakantainen ajattelutapa joka istuu sitkeässä lähes kaikissa länsimaissa. 3D-tulostus on myös ollut tyypillisesti pienen kokoluokan kappaleiden valmistusmenetelmä, mutta tarjolla on nykyisin hyvinkin suuren kokoluokan järjestelmiä ja mm. robottien hyödyntäminen tulostusjärjestelmissä yleistyy voimakkaasti.

ASTM Center of Excellence julkaisi viime vuonna “Advanced Technologies for Digitalization of Construction Industry, Roadmap” -raportin. 

Rakennusteollisuuden palvelevien laitevalmistajien ja palveluntarjoajien määrä kasvaa nopeaa vauhtia. Eurooppa johtaa rakennusteollisuutta palvelevien laitevalmistajien ja palveluntarjoajien lukumäärässä määrässä 43 % osuudella. Myös lähitulevaisuuden kehitysvauhti on myös Euroopan kannalta lupaavaa – vuonna 2023 eurooppalaisten palveluntarjoajien määrä kasvoi 117%, kehittäjien määrä 400% ja materiaalitoimittajien 183%.

Betonin 3D-tulostus on ehkä näkyvin osa rakennusteollisuuden käyttökohteista ja sen hyödyntämiseen on useita eri lähestymistapoja. Joillakin toimijoilla betonin tulostus tapahtuu tehtaalla ja valmistetut tuotteet toimitetaan rakennuskohteeseen, toisilla taas valmistaminen tapahtuu paikan päällä modulaarisia tulostusyksiköitä käyttäen. Vaikka betonin 3D-tulostus saakin uutisissa runsaasti palstatilaa, on hyvä huomioida, että alalla käytetään lukuisia eri tulostusmenetelmiä ja materiaaleja eri käyttökohteisiin.

Betonin tulostuksen osalta löytyy suomalaisena esimerkkinä Hyperion Robotics, joka valmistaa betonin 3D-tulostusjärjestelmiä mutta toimii myös palveluntarjoajana. Yrityksen betonista 3D-tulostettuja tuotteita ovat mm. anturat, vesisäiliöt, kokoomakaivot ja muurit. Hyperion Robotics kertoi vuoden 2023 valmistavansa kokoomakaivoja vedenpuhdistuslaitoksiin Britanniassa. Tuotantoa varten maahan on tarkoitus myös avata tehdas.

Yhtenä mielenkiintoisena uutena toimijana alalla on Azure Printed Homes, joka valmistaa kierrätysmuovista modulaarisia rakennuksia. Yrityksen laskelmien mukaan jokainen 3D-tulostettu rakennus hyödyntää noin 150.000 muovipulloa rakennusmateriaalina. Tarjonnassa on useita eri kokoisia rakennuksia eri käyttötarkoituksia varten.

---

Kirjoittaja:

Antti Alonen
TKI-asiantuntija
Savonia-ammattikorkeakoulu

---

Tämä artikkeli on toteutettu 3D-tulostuksen yhteishankkeessa (3DTY). Hankkeen verkkosivut löytyvät osoitteesta: www.3dty.fi

Hanke rahoitetaan Uudistuva ja osaava Suomi 2021–2027 (EAKR) rahoitusohjelman valtakunnallisesta innovaatio- ja osaamisverkostot teemasta, jonka hallinnoiva viranomainen on Etelä-Savon ELY-keskus.