Tulostettu tulevaisuus

Kahvinkeittimen kansi hukkui. Entä, jos voisin muutamalla sentillä ladata kodinkonemerkin sivuilta tiedoston ja printata sen avulla muovisen kannen?

Materiaalia lisäävän valmistus eli 3D-tulostaminen tavallaan vie käsityön aikakauteen, jolloin tuotanto oli yksilöllistä. Näin sanoo Aalto-yliopiston digitaalisen suunnittelun laboratorion eli Addlab-tutkimusyksikön johtaja Kivi Sotamaa.

– 3D-tulostamisessa ei ole merkitystä sillä, tehdäänkö suurta tai pientä sarjaa. Yhtä halvalla voidaan tehdä esimerkiksi vain yksi tuote, tai sarjan jokainen tuote voi olla vähän erilainen, Sotamaa pohjustaa.

– Vastaavasti monimutkaisen ja -muotoisen tuotteen tekeminen ei ole sen kalliimpaa kuin pelkistetyn tuotteen tekeminen.

Suomi teki viime vuosisadan puolivälissä edelläkävijänä huippudesignistä teollista sarjatuotantoa. Nyt Suomi voisi ehtiä edelle kehittämällä osaamistaan digitaalisessa suunnittelussa ja materiaalia lisäävässä valmistuksessa. Teknologia on jo pitkällä, mutta sen jalostaminen liiketoiminnaksi vaatii lisää design- ja IPR-osaamista. Niitä Suomesta löytyy.

Koruista kalloimplantteihin

3D-tulostamista kutsutaan paitsi materiaalia lisääväksi, digitaaliseksi tai additiiviseksi valmistukseksi myös rapid proto type -teknologiaksi.

Yhdysvaltain armeija on investoinut paljon tulostusteknologiaan ja tulostaa esimerkiksi F 18 -hävittäjän osia. General Electric tulostaa osia uuden sukupolven lentokonemoottoriin. Lääketeollisuus tulostaa ihmisen varaosia, kuten kalloimplantteja, lonkkaniveliä ja proteeseja.

– Metallin tulostaminen on hidasta ja kallista, mutta kun tarvitaan vain yksi kappale ainutlaatuista ihmistä varten, menetelmä on paras, Kivi Sotamaa sanoo.

Esimerkiksi Wake-instituutti Yhdysvalloissa tulostaa biomateriaalista kasvualustoja kantasoluille. Tätä, niin sanottua regeneratiivista lääketiedettä tutkitaan laajasti. Hammaslääketieteessä tulostaminen on arkipäivää.

– Bio-pohjaiset sekä nano-materiaalit, joita professori Olli Ikkalan johtama tutkimusryhmä Aalto-yliopistossa kehittää, avaavat suuria mahdollisuuksia, Sotamaa lisää.

Suomessa lääketieteellistä teknologiaa valmistava Planmeca hyödyntää 3D-tulostusta. Kalevala-koru puolestaan tulostaa korumuotteja.

Aalto-yliopisto pienoiskoossa

Kivi Sotamaalla on arkkitehtuurin professuuri UCLA-yliopistossa (University of California, Los Angeles), joka on digitaalisen suunnittelu- ja valmistusteknologian edelläkävijä. Hän palasi asumaan Suomeen kaksi vuotta sitten.

– Samaan aikaan täällä perustettiin Aalto-yliopisto yhdistämällä kauppatieteet, insinööritieteet ja muotoilu. Näin Kalifornian perspektiivistä, että Aallolla on poikkeuksellisen hyvä mahdollisuus tuottaa 3D-teknologian avulla innovaatioita ja uutta liiketoimintaa design-vetoisesti.

Sotamaan vetämässä Addlabissa toteutuu Aalto-yliopiston idea pienoiskoossa. Yksikössä työskentelee 12 eri kansallisuutta edustavaa osaajaa: teollisia muotoilijoita, arkkitehtejä, koodaajia, koneinsinöörejä sekä visuaalisen kommunikaation ja median ammattilaisia.

– Tukenamme on myös koko Aallon tutkimusyhteisö. Meillä on kansainvälisesti kilpailukykyinen paketti. Jossain muualla voi olla kovempaa osaamista, mutta ei tällaista yhdistelmää kuin Aallossa.

Mahdollisuudet ja uhat

Nimestään huolimatta materiaalia lisäävä valmistus voi jopa vähentää tavaramäärää. Jos esine tulostetaan vain tarvittaessa, ei tarvita suuria varastoja.

Kun valmistaminen ei vaadi suurta työvoimaa, ei sitä kannata siirtää Suomesta halvemman työvoiman maihin. Myös suomalaisten raaka-aineiden jalostusaste nousisi.

Menetelmässä piilee ansoja. Jos tuote tulostetaan tiedoston perusteella tuntemattomassa paikassa, miten yritys takaa, että tuote toimii? Miten taataan tekijänoikeudet ja mallisuoja? Miten määritellään malli, jos tiedoston avulla voidaan tulostaa toisistaan poikkeavia tuotteita tai jos tulostaja muokkaa tiedostoa?

Sotamaa vertaa digitaalisen valmistuksen murrosta musiikkiteollisuuteen. Liiketoimintamalli muuttui huomattavasti, kun musiikkia alettiin jakaa digitaalisesti.

– Liiketoiminta alkoi taas kukoistaa, kun kehitettiin lailliset tavat jakaa musiikkia niin, että tekijät saavat työstään korvauksen ja musiikin ostaminen muuttui piratismia miellyttävämmäksi.

– Jotta myös 3D-tulostaminen kunnolla hyödyttäisi yhteiskuntaa ja yrityksiä, on IPR-haasteet ratkaistava, Sotamaa lisää.

– Suomi voisi olla maa, jossa luodaan mallit sitä varten. Tällainen palvelu olisi potentiaalisesti myös merkittävää liiketoimintaa.

Asia on kehitteillä. Addlabin tavoitteena on tuottaa Suomeen digitaalisesta suunnittelusta ja valmistuksesta ammentavia innovaatioita ja liiketoimintaa yhdessä Aalto Ventures Programin (AVP) kanssa. AVP on yrittäjyysohjelma, joka kouluttaa ja valmentaa opiskelijoita kasvuyrittäjiksi. IPR-haasteiden ratkaisemiseen osallistuvat esimerkiksi VTT, Aalto yliopiston tekijänoikeusasiamies Maria Rehbinder sekä Bit-tukimuskeskus.

Tiina Pelkonen