3D-tulostimet ovat olleet kotitalouksien ulottumattomissa viime aikoihin saakka kalliiden hintojensa takia. Tämä on johtunut osittain siitä, että 3D-tulostimien teknologioita säännelleet patentit ovat vasta hiljattain rauenneet. Patenttien rauetessa 3D-tulostinten teknologiat ovat vapautuneet yhä useampien käyttöön ja erityisesti Kiinalaiset valmistajat ovat tarttuneet tilaisuuteen. Tämä on johtanut siihen, että tulostimia on saanut aiempaa halvemmalla ja näin myös 3D-tulostajien määrä on kasvanut.
Kun 3D-tulostus oli aiemmin lähinnä teollisuuden sekä innokkaimpien harrastajien ominta aluetta, ovat viimeisimmät kehityskulut tuoneet vaihtelua siihen, mihin 3D-tulostimia käytetään. Teollisuudelle tyypillisten prototyyppien tuotekehittelyn ja kehon osien tulostamisen lisäksi kuluttajat voivat tulostaa varaosia, kehittää pieniä arkea helpottavia vempaimia ja radio-ohjattavia leluja. Myös aseiden tulostaminen on Yhdysvalloissa tullut sallituksi.
Tässä artikkelissa käsittelemme millä tavoin ja mihin 3D-tulostimia niin teollisuudessa kuin myös kuluttajarintamalla käytetään.
3D-tulostimet tuotekehittelyssä
3D-tulostimien avulla on mahdollista kehittää jotakin tuotetta eteenpäin pienin askelin eri tulostettujen versioiden avulla. Esimerkiksi 3D-tulostetun kännykkäkotelon ensimmäinen versio saattaa olla liian suuri tai pieni ja siinä saattaa olla jokin yksityiskohta joka ei miellytä suunnittelijan silmää. Tällöin kännykkäkoteloa on helppo muokata ensin tietokoneella ja sitten tulostaa paranneltu versio uutta testiä varten.
Kun 3D-tuloste on saatu sellaiseen muotoon, että se tyydyttää suunnittelijaa, voidaan siitä tehdä muotti massatuotantoa varten. 3D-tulostimen ottaminen mukaan tuotteen kehittelyyn säästää tällä tavoin resursseja mikäli tuotetta voidaan kehittää pienissä iteraatioissa hyvinkin nopeassa tahdissa – toki 3D-tulostimen nopeus huomioon ottaen.
Tämänkaltainen kehittäminen testaamisen avulla on käytössä niin teollisuuden prototyyppien kohdalla kuin myös kuluttajien vempainten ja muiden esineiden kohdalla.
Lääketeollisuuden kehonosien 3D-tulostaminen
Lääketeollisuudessa 3D-tulostaminen on hyvin edistynyttä ja verrattuna kuluttajien käyttämiin 3D-tulostuksen teknologioihin ero on kuin yöllä ja päivällä. Kun 3D-tulostamisessa puhutaan varaosien tulostamisesta, viitataan tällöin yleensä elottomien kohteiden – kuten vaikkapa autojen – varaosien tulostamiseen.
Viimeisimmät lääketeollisuuden 3D-tulostamiseen liittyvät innovaatiot puolestaan viittaavat elävien kudosten tulostamiseen. Jo tällä hetkellä potilaan omista kudoksista kyetään tulostamaan muun muassa korvia, mutta myös verisuonia ja virtsarakkoja on kyetty tulostamaan ja asettamaan ihmiskehoon. Jopa sydämen tulostaminen on teoriassa mahdollista. Tällaista 3D-tulostamisen muotoa kutsutaan biotulostamiseksi.
Proteesien 3D-tulostaminen perinteisemmillä tulostusmateriaaleilla on jo pitkään ollut mahdollista. Näin on myös hampaiden tulostamisen laita, jossa käytetään 3D-skannausta mallintamaan hammaskalustoa, jotta puuttuvien hampaiden tilalle voidaan tulostaa hammasimplantteja.
Nämä jäljempänä mainitut 3D-tulostamisen lääketieteelliset sovellukset ovat vakiintuneempia eivätkä ne tarvitse enää taustalleen suuria tutkimuslaitoksia. Näin ne ovat tulleet mahdolliseksi myös pienemmille yrityksille.
Thingiverse tarjoaa valmiita malleja
Tavallisesti 3D-tulostusharrastus alkaa valmiiden kolmiulotteisten mallien tulostamisella. Onneksi internetistä löytyy valtava määrä kolmiulotteisia malleja. Jotta mallien tulostaminen olisi vaivatonta, on niiden oltava kuitenkin sellaisessa muodossa, jonka tulostin ymmärtää. Ehkä tunnetuin 3D-tulostamista varten tehtyjä kolmiulotteisia malleja tarjoava verkkosivusto on Thingiverse. Sivustolta löytyy malleja laidasta laitaan yksinkertaisista monimutkaisiin ja ilmaisista maksullisiin.
Suosittuja 3D-tulosteita
Suosituimmat tulostuskohteet ovat tavallisesit hyötyesineitä, erilaisia hahmoja sekä edistyneemmille harrastajille vempaimia.
Hyötyesineisiin voi lukea vaikkapa johdonpidikkeet, kynätelineet ja erityisesti varaosat, jotka korvaavat rikki menneen osan tai parantelevat sitä.
Hahmot ovat usein ajankohtaisia populaarikulttuurin hahmoja. Avengers ja Guardians of the Galaxy -elokuvissa esiintynyt Groot on ollut tulostajien kestosuosikki.
Vempaimet saattavat olla puristimia tai vaikkapa jatkovarsia. Ne koostuvat useista liikkuvista osista kuten vaikkapa pöytävalolle tehty jatkovarsi.
Radio-ohjattavat laitteet
Mikäli 3D-tulostusharrastus etenee, moni harrastaja ryhtyy tekemään projekteja, joissa 3D-tulostusta voi käyttää apuvälineenä projektin osien tulostamiseen. Hyvin usein harrastajat haluavat tehdä staattisen rihkaman sijaan jotakin toimivaa kuten radio-ohjattavia laitteita – esimerkiksi radio-ohjattavia autoja, veneitä ja lennätettäviä droneja.
Radio-ohjattavien laitteiden osalta on muistettava, että osat eivät välttämättä ole yhtä toimivia ja kestäviä kuin ruiskupuristusmuotteihin massatuotteina kestävämmistä ja kevyemmistä muoveista valmistetut osat. Esimerkiksi dronen propellien tulee olla hyvin kevyitä ja mahdollisimman kestäviä. 3D-tulostimissa tulostamiseen käytettävät materiaalit eivät ole välttämättä kovin kestäviä. Lisäksi tulostustekniikka, jossa muovi tulostetaan kerroksittain ei välttämättä tuota yhtä kestävää osaa verrattuna ruiskupuristettuun osaan.