Product Marketing Manager 3D Printing – Sweden
Onko 3D-tulostuksellla ja ainetta lisäävällä valmistuksella (eng. additive manufacturing, eli AM) jotain eroa? Ja jos on, niin miksi sinun pitäisi tietää siitä? Tässä artikkelissa selitän näiden kahden termin merkityksen ja sen, mitä ne tarkoittavat valmistusmaailmassa.
Monet meistä uskovat, että 3D-tulostus ja ainetta lisäävä valmistus viittaavat samaan teolliseen prosessiin, jossa materiaalit kerrostetaan osien luomiseksi. Se pitää paikkansa ja itse asiassa näistä kahdesta ilmaisusta onkin tullut kyseisen valmistusprosessin synonyymejä. Mitä eroa 3D-tulostuksella ja ainetta lisäävällä valmistuksella sitten on?
Digitaalisen valmistuksen uudet keinot muuttavat dramaattisesti sitä, mitä, missä, miten ja milloin asioita valmistetaan. Mutta millaista osaa termit ainetta lisäävä valmistus ja 3D-tulostus sitten näyttelevät uusien tuotantomenetelmien keskuudessa? Aloitetaanpa tutustumalla näihin termeihin tarkemmin.
Mitä on 3D-tulostus?
3D-tulostus on valmistusmenetelmä, jossa esine valmistetaan kerros kerrokselta 3D-tulostimen ja CAD-ohjelmiston avulla. Tämä poikkeaa täysin perinteisten subtraktiivisten valmistusmenetelmien kanssa, joissa materiaalia poistetaan olemassa olevasta kappaleesta. Esimerkiksi jyrsinnässä poistetaan materiaalia aihiosta tietyn geometrian omaavan kappaleen valmistamiseksi. 3D-tulostuksessa esine valmistetaan siten, että 3D-tulostimelle kerrotaan ohjelmiston avulla, kuinka paljon materiaalia lisätään ja mihin kohtaan se lisätään.
Useimmissa 3D-tulostimissa käytetty tulostusmateriaali on polymeeriä. Se on joustava ja laajalti saatavilla oleva materiaali, joka soveltuu hyvin 3D-tulostukseen. 3D-tulostuksessa voidaan helposti käyttää myös muita raaka-aineita, kuten metalleja, lasia, paperia ja jopa keramiikkaa.
Termi 3D-tulostus koskee nykyään useita eri tekniikoita, vaikka se yhdistetäänkin yleisimmin filamenttipohjaisiin muovitulostimiin, kuten Markforgedin ratkaisuvalikoimaan. Saatavilla on myös sideainesuihkutulostimia, laser-metalli-3D-tulostimia sekä 3D-tulostimia lasille ja savelle.
Pohjimmiltaan termi 3D-tulostus viittaa sekä tulostimeen että koko teknologiaan, jolla esine luodaan CAD-tiedostosta, tulostimen tyypistä riippumatta. Eli 3D-tulostus viittaa enemmänkin teknologiaan kuin prosessiin.
Mitä on ainetta lisäävä valmistus?
Termi ainetta lisäävä valmistus eli teollinen 3D-tulostus, viittaa nimensäkin mukaisesti myös prosessiin, jossa esine valmistetaan materiaalia lisäämällä sen sijaan, että sitä vähennettäisiin. Ainetta lisäävä valmistus, kuten 3D-tulostuskin, edellyttää usein koneen sekä CAD-ohjelmiston käyttöä. Kone rakentaa halutun esineen lisäämällä materiaalia CAD-ohjelman ohjeiden mukaisesti.
Myös ainetta lisäävä valmistus eroaa tietenkin aiemmista, subtraktiivisista menetelmistä, kuten jyrsinnästä. Mutta sana viittaa pikemminkin 3D-tulostuksen mullistamaan tuotantoprosessiin kuin itse 3D-tulostimeen tai teknologiaan.
Ainetta lisäävä valmistus mahdollistaa räätälöityjen osien valmistuksen suurina määrinä sekä raaka-aineiden, kuten filamentin, varastoinnin ja osien tulostamisen tilauksesta. Hyvä esimerkki teollisen 3D-tulostuksen käyttäjästä on ruotsalainen logistiikkayhtiö PostNord ja heidän tilauskohtainen ratkaisunsa, jossa käytetään HP:n 3D-tulostimia.
Nämä ainetta lisäävät valmistustekniikat mahdollistavat todella innovatiivisten mallien valmistuksen. Sellaisia ovat esimerkiksi ontot mallit, joissa on täytteitä, tai topologisesti optimaaliset mallit, joita ei voida saavuttaa subtraktiivisilla valmistustekniikoilla. Tässä mielessä ainetta lisäävä valmistus tarkoittaa 3D-tulostuksen kaikkien suunnittelu- ja tuotantomahdollisuuksien hyödyntämistä suunnittelussa, valmistuksessa ja toimitusketjuissa.
Jotta asiat eivät menisi liian monimutkaisiksi, nämä kaksi temiä viittaavat yksinkertaisimmillaan samaan asiaan: ainetta lisäävään valmistukseen suoraan CAD:stä. Päivittäisessä puheessa ne ovat synonyymejä ja ovat siten vaihdettavissa keskenään.
