Vaasalaisoppilaitosten yhteislaboratorio Technobotnia kehittyy yhtenä 3D-tulostuksen tutkimuskeskuksista Suomessa. Muovipuolen perinteet ovat laboratoriossa pitkät, ja nyt myös metallien tulostuksen ketjuun on laaja valmius hiljattain Prima Powerilta hankitun metallin 3D-tulostimen myötä. Yrityksille suunnatut tuotekehitysprojektit ovat Technobotnian keskeistä suuntimaa toiminnoille myös jatkossa.

Technobotniassa muovin 3D-tulostuksen juuret ulottuvat vuosikymmenen taakse, alan tutkimus on talossa moninaista ja myös tulostinkalusto mittava.

Tuoreimpia hankintoja opiskelija- ja tutkimus- ja yritysprojektikäytössä toimivan laboratorion kymmenien koneiden konekantaan ovat mm. kaksi vaativan tulostuksen SLS-tulostinta. Tutkimuksen suuntimista Technobotnian yksi mielenkiintoinen alue muovipuolella on robotiikan hyödyntäminen 3D-tulostuksessa.

Käsivarsirobotin avulla voidaan helpottaa monimutkaisten ja suurempien komponenttien tulostusta, ja yksi etu on myös se, että kun perinteinen 3D-tulostin tekee vaakasuoraa pintaa, käsivarsirobotin avulla voidaan heti tavoitella kolmiulotteista pintaa materiaalinkäyttö optimoiden. Matka on pitkä, mutta työ etenee. Yhteistyökumppani on ABB.

Uutta kiinnostavaa teknologiaa

Technobotnian metallintulostusmahdollisuudet kehittyivät viime vuonna isosti, kun Vaasan Yliopisto hankki Technobotniaan oman Prima Additive 3D-metallitulostimen, mikä mahdollistaa tutkimustöiden ohella tulostustyöt saman katon alla.

Hankinnan tausta liittyy tietenkin alan nopeaan kehitykseen ja potentiaaliin, kiinnostus 3D-metallitulostusta kohtaan ja myös sen hyödyntäminen teollisuudessa on tunnetusti kasvanut maailmalla kohisten viime vuodet.

”Kyseessä on uusi tapa valmistaa tiettyjä tuotteita. Kaikkiin tuotantotarpeisiin se ei sovellu, mutta joihinkin tehtäviin se on hyvin kilpailukyinen ja itse asiassa joskus myös ainoa mahdollinen vaihtoehto”, kertoo tuotantotalouden yliopistonlehtori Rayko Toshev.

”Usein edut liittyvät rakenneoptimointiin kuten toiminnallisuuden parantamiseen tai materiaalikäytön vähentämiseen ja siten rakenteiden keventämiseen tai lopputuotteessa tarvittavien komponenttien määrän vähentämiseen tulostuksen avulla. Jo olemassa olevaa ei kannata kuitenkaan suoraan siirtää tulostuksella tehtäväksi, pitää luoda aidosti uutta, siinä on homman juju”, taustoittaa Toshev.

Suuntima tuotekehitysprojekteihin

Technobotnian Prima Additiven valmistaman 3D-metallitulostimen toimitti Prima Power. Jauhepetimenetelmän kone on tyypiltään Print Sharp 250. Tulostusalue on 300x250x250 mm.

Rayko Toshevin mukaan konevalinta määräytyi tiettyjen tekijöiden summana.

”Olemme tutkimuslaitos, ja halusimme konetoimittajan, jonka kanssa voimme toimia kumppanina tutkimusasioissa. Prima Power panostaa hyvin paljon tutkimusyhteistyöhön korkeakoulujen kanssa, mikä tietenkin kiinnosti meitä kovasti. Olemme nyt mukana mm. ohjelmistopuolen kehityksessä.”

”Tämä yhteistyömahdollisuus, avoin materiaalihallinta ja myös valmistajan oma paikallinen läsnäolo tässä lähellä olivat keskeisiä syitä konetoimittajan valinnan taustalla”, Rayko Toshev sanoo.

Muovipuolen laitteiden tapaan myös Technobotnian 3D-metallitulostin on opiskelijoiden ja tutkijoiden käytössä sekä mahdollistamassa kokonaisvaltaisia yritysprojekteja talon alan tietämyksellä höystettynä.

Technobotnialla suuntaus juuri teollisuuden yhteistyöprojektien suuntaan onkin vahva.

”Haluamme osaltamme auttaa teollisuutta tässä lähellä ja miksei kauempanakin uuden teknologian hyödyntämiseen. Koska tämä homma on isosti muutakin kuin sitä varsinaista tulostusta, se vaatii paljon varsinkin suunnittelulta. Suunnittelulla ja niiden välineillä, rakenne- ja materiaalituntemuksella, ja ominaisuuksien kuten lujuuden simulaatio- ja testausmahdollisuuksilla esimerkiksi on keskeinen merkitys.”

”Asiantuntemus ja välineistö yliopistotasolla on vankkaa tulostusprosesseihin liittyen, joten yritysten on myös järkevää sitä hyödyntää. Voimme tietämyksemme ja välineistömme avulla olla matkan varrella perin monessa asiassa apuna, ja nykytilanteessa prototyyppivalmistuksen lisäksi voimme auttaa myös teolliseen tuotantoon soveltuvien tuotteiden suunnittelussa”, Toshev sanoo.

Yritysyhteistyö teemana

Yritysyhteistyöhön tulostusasioiden ympärille rakentui äskettain Technobotnialla esimerkiksi Energy Vaasa 3D-hanke, missä yrityksiä kannustettiin hyödyntämään uutta paikallista tulostusmahdollisuutta yrityksien ensimmäisiin alueen projekteihin.

”Ympäristössä on runsaasti yrityksiä, jotka ovat kiinnostuneita uuden teknologian mahdollisuuksista ja myös jo hyödyntävät sitä omissa tekemisissään. Kannustamme asiassa eteenpäin, ja kanssamme toteutetut tuotekehitysprojektit ovat mainio etenemistapa”, kertoo Vaasan Yliopiston tuotantotalouden professori Petri Helo.

Erityyppisissä 3D-tulostusprojekteissa niin muovi- kuin metallipuolella on kaikkiaan parin viime vuoden mittaan ollut mukana parikymmentä alueen yritystä.

Metallitulostuksen palvelupaketti kehittyy Technobotnialla parhaillaan vahvoin askelin ja lähiaikoina on suunnitteilla myös avoin maksuton yleisötilaisuus vaasalaisen 3D-tulostuksen nykymahdollisuuksiin tutustumiselle. Technobotnian ja konetoimittajan Prima Powerin yhteistilaisuus aiheesta kiinnostuneille yrityksille pidetään syyskuun lopulla.

”Luvassa on mielenkiintoisia näkymiä mahdollisuuksiimme 3D-metallitulostuksen alueella. Kannattaa käyttää tämä mahdollisuus hyväksi. Tilaisuus järjestetään Covid-turvallisuusmääräykset tarkoin huomioiden”, Rayko Toshev kertoo.

”Tervetuloa tutustumaan Prima Additiven 3D-metallitulostuskoneisiin ja koko prosessiin Vaasan yliopistolle. Olemme paikan päällä vastaamassa kaikenlaisiin kysymyksiin aiheeseen ja sen sovellusmahdollisuuksiin liittyen”, jatkaa Ilkka Hunnakko Prima Powerilta.

Technobotnia

Technobotnia on Vaasan ammattikorkeakoulun, Yrkeshögskolan Novian ja Vaasan Yliopiston yhteislaboratorio Vaasassa. Technobotnia perustettiin vuonna 1996 lisäämään teknisten koulujen sekä koulujen ja teollisuuden välistä yhteistyötä Vaasan alueella. 3D-tulostus on yksi erikoisosaamisalue.

Prima Additive

Prima Additive on ohutlevykoneisiin, järjestelmiin ja ohjelmistoihin keskittyvän Prima Powerin tapaan Prima Industrie-konsernin tuotedivisioona. Prima Additive kehittää, myy ja markkinoi 3D-metallitulostuksen valmistusjärjestelmiä. Niistä tärkeimmät ovat jauhepeti- sekä LMD (Laser Metal Deposition) -menetelmät.

Kari Harju