News

3D-tulostus tarjoaa mahdollisuuksia myös käsityömarkkinoille

August 3, 2020 By Anna Huusko

Käsityöläisyys on ollut Johanna Kosken elämässä lapsesta saakka. Sekä äiti, että mummo opettivat hänelle erilaisia kädentaitoja. Mummolassa paras paikka oli kangaspuiden alla. Sieltä hän tarkkaili, kun mummo kutoi kuultokudoksia tai mattoja. Koski onkin leikillisesti sanonut oppineensa neulomaan ennen kuin osasi lukea.

Kiinnostus käsitöitä kohtaan pysyi ja vahvistui vuosien varrella. Koski valmistui vaatetusalan artesaaniksi. Tämän jälkeen naisen käsissä on syntynyt kolme neulekirjaa yhteistyössä Kristel Nybergin kanssa, sekä iltapukuja vanhojentansseihin ja Linnan juhliin. Tällä hetkellä Koski opiskelee liiketaloutta Laurea-ammattikorkeakoulussa.

Koskelle oli ensi hetkistä selvää, kuinka hän voisi hyödyntää 3D-tulostusta
Kosken ensikosketus 3D-tulostamiseen tapahtui Helsingissä Worldcon 75 -tapahtumassa vuonna 2017. “Siellä oli työpaja, jossa esiteltiin, mitä 3D-tulostuksella voi tehdä. Sain välittömästi ideoita, kuinka voisin itse hyödyntää tätä tekniikkaa. Heti tapahtuman jälkeen kävin muutaman ajatuksen tulostamassa kirjastossa valmiista malleista, joita löytyi mm. Thingiversen. sivuilta” Koski kertoo. Syksyllä 2019 kotiin tuli ensimmäinen 3D-tulostiin. Tutustuminen 3D-tulostukseen jatkui Jyväskylän AMK:n Campus Onlinesta löytyneellä Inventor -perusteet-kurssilla. “ Ilmoittauduin sinne ja innostuin oppimistehtävistä niin paljon, että ahersin aina kokonaisia työpäiviä kerrallaan tehtävien parissa. 3D-kotitulostin oli ehdokkaana vuoden 2018 turhakkeeksi. Ylen aiheesta tekemä juttu sai Kosken JAMKin kurssitehtäviä tekiessä pohtimaan tarkemmin, mikä on järkevää tulostamista. “Ajattelen, että 3D-tulostus soveltuu parhaiten asiakkaalle personoituihin tuotteisiin, jolloin tulosteista tulee uniikkeja samalla tavalla kuin käsitöistä” Koski määrittelee.

Kasvomaskikaava 3D-tulostamalla
Maaliskuussa 2020 koronavirus pääsi valloilleen Etelä- ja Keski-Euroopassa. Tarvikepulan vuoksi tarvittiin monenlaista kekseliäisyyttä. 3D-tulostuksella löydettiin kriittisessä tilanteessa hyvinkin innovatiivisia ratkasuja. “Ryhdyin itsekin miettimään, miten 3D-tulostusta voisi hyödyntää” Koski toteaa. Pitkänlinjan käsityöläiselle lähestyminen oli selvä: Koski ei lähtenyt 3D-tulostamaan valmiita tuotteita vaan suunnitteli 3D-tulostettavan kasvomaskikaavan Naisten Valmiusliitto ry:n kaavan pohjalta. kasvomaskille. Kaava ja kaavan 3D-malli ovat myynnissä Kosken nettikaupassa. “Tuotteita on mennyt usealle mantereelle. Kaukaisimmat asiakkaat ovat olleet Australiasta, Brasiliasta ja Yhdysvalloista. Euroopassa eniten tilauksia on tullut Isosta-Britanniasta ja Espanjasta” Koski summaa.

Kasvomaskikaavan ja sen mallinteen lisäksi Koski on suunnitellut myyntiin neulonnassa käytettäviä silmukkamerkkejä. “3D-tulostuksen kaupallinen hyödyntäminen käsityötarvikkeiden myynnissä on vielä lasten kengissä. Haluaisin tutkia aihetta vielä enemmän ja selvittää, millaisia sovelluksia on yrityskentällä jo käytössä ja mitä kannattaisi lähteä itse kehittämään.” Koski kertoo.

langankuluttaja.blogspot.fi

The doctoral dissertation of MFG4.0

June 18, 2020 By Anna Huusko

D.Sc. student Francois Miterand Njock Bayock, Master of Science in Technology, will defend his doctoral dissertation in the field of laser welding technology LUT University on 30th of June at 9:30 a.m., room 1316. His dissertation is titled Thermal analysis of dissimilar weld joints of high-strength and ultra-high-strength steels. Professor Sanbao Lin of Harbin Institute of Technology, China will act as an opponent.

This thesis is done as part of Manufacturing 4.0 project which is funded by Strategic Research Council.

Watch the event
Full thesis available

Uusia tutkijoita ja nimityksiä MFG4.0-hankkeessa

April 1, 2020 By Anna Huusko

Emilia Lampi , uusi projektitutkija, Jyväskylän yliopistosta. Kuva: Emilia Lampi

Uusi projektitutkijamme esittäytyy:
Hei! Olen Emilia, Jyväskylän yliopiston kasvatti, aikuiskasvatustieteen maisteri ja MFG4.0-projektitiimin uusi jäsen. Työskentelen tällä hetkellä projektitutkijana JYU:n kasvatustieteiden laitoksella ja koulutuksen tutkimuslaitoksella, ja tutkimustyön ulkopuolella matkustan, maalaan, salsaan ja retkeilen. Tutkimuksellisesti olen kiinnostunut muun muassa aikuispedagogiikasta, yhteisöllisestä oppimisesta, luovuudesta, osaamisesta ja osaamisen tunnistamisesta, teknologiarikkaista toimintaympäristöistä sekä uraohjauksesta.

Olen tällä hetkellä mukana kansalaistiedettä tutkivassa CS-Track -hankkeessa, joka on yksi Europpan komission Horisontti2020 -projekteista. Kansalaistiede on tieteellistä tutkimusta, johon ei-ammattitutkijat (harrastajat, opiskelijat, kansalaiset) vapaaehtoisesti osallistuvat keräämällä uutta tai syventämällä olemassa olevaa tietoa tutkimuksen käyttöön. Hankkeen tavoitteena on tuottaa laajasti ja syväluotaavasti tietoa kansalaistieteen nykytilasta, sen muodoista, toiminnasta, osallistujien oppimisesta ja teknologian käytöstä. Kansalaistiede on yksi avoimen tieteen ulottuvuus, joka linkittyy myös koulutukseen, vastuullisuuteen ja poliittiseen päätöksentekoon.

Aiemmin olen tehnyt tutkimusta uraohjauksesta sekä uraohjaajien osaamisesta ja työn haasteista työelämän murroksessa, mikä linkittyy tiiviisti myös MFG4.0-projektin teemoihin. Tärkeitä uraohjaajan taitoja ovat muun muassa vuorovaikutusosaaminen, asiakkaan vahvistamiseen liittyvät taidot sekä teknologiaosaaminen, jonka suhteen korostuvat ymmärrys digitalisaation vaikutuksista työelämään, sosiaalisen median käyttö sekä etäohjaus. Valmistavan teollisuuden murroksessa ja kasvavassa osaajapulassa myös uraohjauksen merkitys korostuu, ja tulevaisuudessa onkin keskeistä, miten uraohjaajat pystyvät työelämän murroksessa tukemaan kestäviä, yksilöille merkityksellisiä, motivoivia ja kiinnostavia urapolkuja sekä vastaamaan työelämän ja yhteiskunnan tarpeisiin.

Heidi Piili MFG4.0-hankkeen Laser&3DP-tutkimusryhmän vetäjäksi

Professori Heidi Piili on MFG4.0-hankkeen Laser&3DP-tutkimusryhmän uusi vetäjä. Kuva: Maarit Virolainen (Jyväskylän yliopisto)

Hei! Olen Heidi Piili, LUT-yliopiston kasvatti alkaen vuodesta 1995. Toimin tällä hetkellä professorina LUT-yliopiston Lasertyöstön ja 3D-tulostuksen (lyh. LUT Laser&3DP) tutkimusryhmässä sekä vedän 14 hengen tutkimustiimiä. Aloitin tässä pestissä vastikään 9.3.2020. Aiemmin toimin samassa tutkimusryhmässä dosenttina tutkimusalanani pääasiassa lisäävä valmistus eli ns. 3D-tulostus. Olen ollut MFG4.0-hankkeessa mukana jo alusta lähtien tutkijana ja nyt LUT Laser&3DP-tutkimusryhmän osalta hankkeen vetäjänä.

Olen ollut lapsesta asti kiinnostunut tieteestä ja sen tekemisestä. Sain 5. luokalla kemistisetin ja tulinkin sekoittaneeksi kaikki kotoa löytyvät kemikaalit keskenään. Vinkki (älkää kokeilko kotona tätä): leivinjauhetta ja etikkaa, kun sekoittaa keskenään, tulee hauska reaktio. Yläasteella luin läpi lukion kemian opintomäärän. Uravalintani on siis ollut minulle aina melko selvä, mutta toki se, että kuinka päädyin 3D-tulostukseen on ollut melko lailla ajopuutarina, hyvä sellainen.

Valmistuin 2003 LUT-yliopistolta kemiantekniikan diplomi-insinööriksi, (polymeeri- ja puutekniikka). Tieni lasertyöstön maailmaan alkaa tästä. Tein diplomityöni LUT Laser&3DP-tutkimusryhmään aiheena paperimateriaalin laserleikkaus. Lasermaailma iski minuun kovaa, sillä olen aina ollut hyvin kiinnostunut valo-opista, ja päätinkin suunata jatko-opiskelemaan samaista ainetta. Vuosina 2003-2005 olin mukana silloisissa suurissa BusinessFinlandin (ent. TEKES) laserleikkaukseen liittyvissä hankkeissa sekä 2006-2009 muovin ja metallin laserhitsaushankkeissa. Vuonna 2007-2008 olin hetken pois äitiysloman takia. 2009 valmistuin tekniikan lisensiaatiksi konetekniikan osastolta LUT Laser&3DP-ryhmästä. Aiheeni käsitteli paperimateriaalien laserleikkauksen monitorointia (eli ns. laserprosessin reaaliaikaista seuraamista sensoreilla). Tätä monitorointia olen tehnyt tutkimusryhmässämme vuodesta 2006 asti ja siitä on tullut minun akateemisen tutkimukseni keskiö.

Helmikuussa 2009 vierailin EOS Finland Oy:n tutkimuskeskuksessa Turussa ensimmäistä kertaa, ja siellä 3D-tulostus iski kuin metrinen halko. Muistan erittäin elävästi tämän hetken. Tiesin siltä seisomalta, että tätä haluan tehdä lopunelämääni, tosin en tiennyt miten ja kuinka, mutta tiesin, että tätä haluan ja erittäin paljon.

Pieni kuriositeetti tähän väliin EOS Finland Oy:ltä: Yllättävän harva tietää että eräs maailman käytetyin metallien 3D-tulostustekniikka (laserpohjainen jauhepetisulatus eli ns. L-PBF) on siniristilipputuote. Se on nimittäin kehitetty EOS Finland Oy:n ryhmässä. Tätä tekniikkaa on jatkokehitelty Suomessa usean vuosikymmenen ajan. Maailman huippuosaamista 3D-tulostustekniikoista löytyy siis Suomen Turusta!

Tämän vierailun jälkeen alkoikin sitten tapahtua meidän LUT Laser&3DP-ryhmässä. Päätimme, että alamme tutkia silloisessa BusinessFinland-rahoitteisessa FabTech-hankkeessa metallien 3D-tulostuksen monitorointia sekä tämän tekniikan soveltamista mikroreaktoreihin, eli pienen mittakaavan kemiantekniikan reaktoreihin. Teimme vuonna 2010 ensimmäiset koeajot tästä monitoroinnista sekä ensimmäiset kokeet mikroreaktorisovelluksesta ja protokappaleet yhdessä EOS Finlandin kanssa.

Toukokuussa 2011 tutkimusryhmämme sai ensimmäisen metallien 3D-tulostuslaitteiston. Tämä mahdollisti teollisten hankkeiden laajamittaisemman hakemisen sekä akateemisen tutkimuksen syventämisen. LUT Laser&3DP-ryhmässä aloitimme 3D-tulostuksen opetuksen vuonna 2013.

Vuonna 2012 olin syksyn virkavapaalla ja viimeistelin väitöskirjaani, joka käsitteli lasersäteen ja materiaalin (paperimateriaali) välistä vuorovaikutusta ja tämän matemaattista mallintamista käyttäen avuksi useaa monitorointimenetelmää (mm.sensoreita, jotka mittaavat lämpötilaa sekä vuorovaikutuksesta emittoituvaa säteilyä sekä mukana oli aktiivivalaisuun perustuva suurnopeuskamerasysteemi). Valmistuin tekniikan tohtoriksi huhtikuussa 2013.

Tämän jälkeen kävin omalla vapaa-ajallani 2014-2015 Hämeen ammattikorkeakoulussa (HAMK) aineopettajan opinnot ja valmistuin 2015 ammatilliseksi aineopettajaksi. Opetus ja sen kehittäminen onkin ollut minulle yksi sydänasia.

Vuosien 2013-2017 aikana LUTin Laser&3DP-ryhmässä käynnistyi useampi teollinen sekä akateeminen hanke metallien 3D-tulostuksesta. Laajensimme 3D-tulostuskurssien tarjontaa niin teollisuuden koulutuksiin sekä perustutkinto-opetukseen. 2017 aloitimme myös jatko-opintokurssin.

Vuonna 2017 olin teollisessa tutkijavaihdossa Turussa EOS Finland Oy:ssä. Työskentelin siellä vuoden teollisten metallien 3D-tulostuksen ja monitoroinnin kehittämisen parissa.

Samaisena vuonna minut nimitettiin konetekniikan osastolle dosentiksi. Vastuualani oli metallien lisäävän valmistuksen jauhepetitekniikan laadunvalvonta, monitorointi ja prosessikontrolli.

Olen osallistunut laaja-alaisesti akateemisen sekä teollisen tutkimuksen niin kansallisen kuin kansainvälisenkin suunnitteluun, hakemiseen ja läpivientiin. Opetusta ja koulutusta olemme myös ryhmämme kanssa laaja-alaisemmaksi niin kandi-, diplomi-insinöriopiskelijoille- kuin tohtoriopiskelijoille.

Jos koira ei pääse eroon karvoistaan, niin ei 3D-tutkija vapaa-ajalla tulostamisestaan

Tammikuussa 2016 perustettiin ideointini pohjalta Imatralle lapsille ja nuorille suunnattu 3D-tulostuskerho. Olen ollut vetämässä kerhoa aina helmikuun 2020 saakka, jolloin vetäydyin tehtävästä professoripestin vuoksi. I’m Digi ry:n toiminta kuitenkin jatkuu pätevien ohjaajien voimin.

Olen myös ollut maaliskuussa 2019 perustamassa Women in 3D-printing -yhteisön toimintaa Suomeen. 3D-tulostusnaiset ovat kokoontuneet ryhmän perustamisen jälkeen miltei kuukausittain eri puolilla Suomea.

Jäljelle jäävänä vapaa-aikanani ulkoilen sekä vietän aikaa poikani, perheeni ja kahden ragdoll-kissan kanssa.

Merkittäviä 3D-tulostusinnovaatioita ja onnistumisia maailmalta; 3D-tulostamisen hyödyntämisessä pitää käyttää harkintaa kriisitilanteessakin

March 28, 2020 By Anna Huusko

WHO:n 11.3.2020 pandemiaksi luokittelema COVID-19 on saanut koko maailman terveydenhuollon vaikeuksiin. Tilanteen yhtäaikaisuus eri puolilla maailmaa on aiheuttanut pulaa jopa ihan tavallisista terveydenhuollon tarvikkeista.
Hätään on herätty meillä Suomessakin: sosiaali- ja terveysministeriö on päättänyt avata huoltovarmuusvarastot ensimmäistä kertaa historiassaan.

Euroopan koronavirustilanne on osoittanut, että aiemmin luultua suurempi osa sairaalahoidossa olevista potilaista tarvitsee tehohoitoa. Tästä syystä hengitystä tukevien laitteiden ja niiden osien saatavuudella on ratkaiseva merkitys. Äärimmäisissä tilanteissa, joissa tuotanto- ja jakeluketjut ovat katkenneet, joudutaan miettimään vara- ja kulutusosien hankkimista uusin keinoin. Pahiten pandemian koettelemilta alueilta on mediassa raportoitu erilaisista innovaatioista, joiden avulla hätätilanteen tarvikepulaan on pystytty löytämään uusia ratkaisuja. Yksi esiinnoussut menetelmä on 3D-tulostus, ammattilaistermein lisäävä valmistus, joka mahdollistaa ketterät toimitusketjut sekä paikallisen tuotannon.

Kannustavia esimerkkejä maailmalta

Maaliskuun puolessa välissä kerrottiin fyysikko ja tiedevaikuttaja Massimo Temporellin ideoimasta ja italialaisen Isinnovan kehittämästä 3D-tulostetusta hengityskoneen venttiilistä. Fyysikot ja insinöörit saivat reilussa kuudessa tunnissa ensimmäisen venttiilin valmiiksi. Tuossa ajassa alkuperäinen venttiili mitattiin, käänteissuunniteltiin (reverse engineering) ja tulostettiin. Suoritusta voidaan pitää melkoisena ihmeenä, sillä toimijat olivat eri puolilla Italiaa ja koko maassa vallitsi karanteeni.

Alkuperäinen venttiili ja 3D-tulostettu. Kuva:3D -Printing Media Net work

Isinnovassa ei 3D-tulostus jäänyt pelkästään Venturi-nimisen venttiilin suunnitteluun. Muutamia päiviä myöhemmin he raportoivat insinöörinsä Cristian Fracassin suunnittelemasta uudesta Charlotta-venttiilistä, jonka avulla pintasukellukseen tarkoitetuista maskista pystytään modifioimaan happinaamari ensiapukäyttöön potilaille, jotka odottavat pääsyä varsinaiseen hengityskoneeseen. Tämä innovaatio on ollut kokeilussa maaliskuun lopussa jo yli 500 potilaalla. Jonkinlaista näyttöä sen toimivuudesta on olemassa, sillä sosiaalisessa mediassa liikkuu pyyntöjä lahjoittaa omia happinaamariksi muokattavissa olevia sukellusmaskeja sairaaloiden käyttöön, mikäli tulee tarvetta.

Sosiaalisessa mediassa kiertävä mainos maskien lahjoittamisesta sekä päivitys niiden käytöstä. Kuvakaappaukset: Facebook

Italialaisten innovaatioiden lisäksi Espanjassa on kehitetty 3D-tulostuksen avulla ventilaattori. ”Leitat1-ventilaattori tulee käyttöön kriittisellä hetkellä, kun perinteisiltä markkinoilta laitteita ei ole saatavilla”, kertoo Manel Balcells, terveysasiamies Leitatin teknologiakeskuksesta. Tuotannon sujuvuuden parantamiseksi ventilaattorin mallia ja komponentteja on yksinkertaistettu, jotta se on käytännöllinen ja helposti tuotettavissa lisäävän valmistuksen avulla.

Espanjalainen Leitat1-ventilaattori. Kuva: 3dadept

Tämän lisäksi lisäävää valmistusta on käytetty mm. erilaisten suojavarusteiden valmistuksessa. Tästä esimerkkinä Tšekeistä Josef Prusan kehittämä visiiri, jonka 3D-malli on vapaasti ladattavissa. Visiirin kehittäjä on myös valmistanut ensimmäisen 12 000 kappaleen erän visiireitä paikallisten terveydenhuollonammattilaisten käyttöön. Tarvikkeiden puutteesta kertoo, että heiltä on pyydetty uusi 90 000 visiirin erä.

3D-tulostettu visiiri. kuva: Prusa Research

Esimerkkejä maailmalta pandemian vastaan taistelemisesta lisäävän valmistuksen avulla on luettavissa päivittäin. Näiden esimerkkien levittämistä varten muun muassa Facebookiin on luotu ryhmiä, joissa jaetaan uusimpia 3D-tulostuksen COVID-19-innovaatiota. Ryhmät ovat keränneet kiinnostuneita maailmanlaajuisesti ja jäsenmäärät ovat kasvaneet päivittäin. Sosiaaliseen mediaan on pandemian myötä muodostunut myös yhteisöjä, joilla on halu kerätä tietoa ja tarjota apua hädän hetkellä. Yhtenä innoittajana on varmasti hienot saavutukset, joiden avulla on jo pystytty pelastamaan ihmishenkiä.

Asiantuntijat suhtautuvat varovaisen positiivisesti 3D-menetelmän hyödyntämiseen

Maaliskuun puolen välin jälkeen pidetyssä Women In 3D Printing -tapaamisessa 3D-tulostuksen asiantuntijat (muun muassa Italiasta) raportoivat tästä 3D-tulostusyhteisöjen sisällä kasvavasta ilmiöstä. Apu on ollut välillä niin ylitsevuotavaa, että se on tukkinut terveydenhuoltoviranomaisten puhelinlinjat. “On ihailtavaa, että tällainen maailmanlaajuinen kriisi yhdistää saman alan ihmisiä ja synnyttää halua auttaa. On myös mahtavaa, että hyvinkin lyhyessä ajassa nämä yhteisöt ovat tehneet todella innovatiivisia 3D-tulostusratkaisuja. Ennen kaikkea hienoa on ollut nähdä, että 3D-tulostus voi tässä tilanteessa olla apuna ketteränä valmistusmenetelmänä. Vaikka lisäävän valmistuksen päätekniikat ovat kehitetty nelisenkymmentä vuotta sitten, kyse on kuitenkin melko uudesta teknologiasta. Tästä syystä sen hyödyntämisessä kannattaa käyttää harkintaa. Tämän modernin tekniikan osaajajoukko on tällä hetkellä varsin heterogeeninen kotitulostinharrastelijoista koviin ammattilaisiin”, Lasertyöstön ja 3D-tulostuksen tutkimusryhmän vetäjä sekä professori Heidi Piili LUT-yliopistosta muistuttaa.

Suomen yliopistoista löytyy monipuolista 3D-tulostusosaamista. Kuva: LUT-yliopisto Lasertyöstön ja 3D-tulostuksen tutkimusryhmä.

Yleinen käsitys 3D-tulostuksesta on, että se on helppo ja yksinkertainen tapa valmistaa osia. “Tämä voi pitää paikkansa, jos valmistetaan yksinkertaisia kappaleita, joilla ei ole mitään teknisiä vaatimuksia ja joiden käyttö ei aseta ihmisiä tai omaisuutta vaaraan”, konetekniikan professori Antti Salminen Turun yliopistosta kertoo. “ Yksinkertaisia muotoja ei myöskään kannata välttämättä 3D-tulostaa sarjatuotantona, sillä monesti niitä pystytään tuottamaan perinteisillä tekniikoilla huomattavasti halvemmalla ja nopeammin. Toisin sanoen aina pitää miettiä 3D-tulostamisen tarkoituksenmukaisuutta”, konetekniikan professori Jouni Partanen Aalto-yliopiston Konetekniikan laitokselta täydentää.

Teollisesti valmistettujen tuotteiden ominaisuuksia valvotaan sovelluskohteen mukaisin säännöin ja teknisin suorituskykyvaatimuksin, joista valtaosa perustuu turvallisen käytön asettamiin reunaehtoihin. “Teollinen tulostaminen ilman riittävää taustatietoa voi tuottaa osan, joka näyttää toimivalta, mutta joka ei täytä standardeja tai teknisiä vaatimuksia ja aiheuttaa jopa riskin käyttäjälleen”, Salminen kertoo. Ongelmana voi olla myös, että materiaali ei sovi käyttökohteeseen, tulosteen laatu ei täytä käytön vaatimuksia, kappaleen toiminnot voivat rikkoa muita ympäröiviä laitteita ja tuotteen lujuusominaisuudet eivät riitä käyttökohteeseen. “Pahimmillaan vääränlainen 3D-tuloste voi aiheuttaa vakavan vaaran käyttäjälleen tai ympäristölleen.” Salminen painottaa.

3D-tulostus mahdollistaa ketteränä valmistusmenetelmänä täysin uudenlaisen ja joustavan tavan tehdä tuotteita myös poikkeusaikoina. Kuva: LUT-yliopisto, Lasertyöstön ja 3D-tulostuksen tutkimusryhmä.

Jos teollisesti valmistettujen tuotteiden ominaisuuksia valvotaan tarkasti, lääketieteen sovellusten tulostusta niin materiaalien kuin valmistustekniikoiden osalta vieläkin tiukemmin säädelty.
“3D-tulostamalla on tehty paljon erilaisia lääketieteen sovelluksia, kuten esimerkiksi implantteja. Kun puhutaan näistä sovelluksista, täytyy kuitenkin aina ottaa huomioon niille asetut vaatimukset ja viranomaismääräykset sekä niiden turvallisuus, standardit, sopivuus käyttötarkoitukseen, toimintakyky, materiaalit ja niiden hyväksynnät, tulostusprosessin hallinta, jälkikäsittelyt, dokumentointi, laadunhallinta, vastuukysymykset sekä lukuisia muita asioita. Eli huomioitavien asioiden lista on pitkä. Se, että 3D-tulostuslaitteessa käytettävällä materiaalilla on hyväksyntä lääkinnälliseen käyttöön ei vielä riitä siihen, että sitä voisi lääketieteen sovelluksissa käyttää”, tutkimusjohtaja Mika Salmi Aalto-yliopiston Digitaalisen suunnittelun laboratoriosta kertoo.

3D-tulostettu yksilöllinen silmänpohjan implantti. Kuva: Mika Salmi (Aalto-yliopisto).

Akuutti hätätilanne voi kuitenkin vaikuttaa tiukasti määriteltyihin standardeihin. “Äärimmäisissä tilanteissa, joissa tarvikkeita ei ole saatavilla, kuten Italiassa, voidaan todennäköisesti joutua joustamaan regulaatioista ihmishenkien pelastamiseksi. Tästä ei ole kenelläkään kokemusta Suomessa, joten on vaikeaa ottaa kantaa, miten tämä käytännössä menee”, Piili jatkaa.

Vaikka määräyksistä pystyttäisiin antamaan periksi, erityisesti hätätilanteissa asiantuntijuudella on mitä suurin merkitys. “Ilman useiden vuosien asiantuntijuutta on haasteellista ymmärtää saati osata arvioida erilaisten toimijoiden kykyä tulosteiden valmistamisessa. 3D-tulostus, varsinkin vaativissa ja tiukkaan säädellyissä käyttökohteissa, kuten sairaalatarvikkeiden valmistuksessa, edellyttää muun muassa vuosien käytännön kokemusta, tietoa alan standardeista sekä yleistä valmistustekniikoiden syvällistä osaamista. Tämän takia on tärkeää, että terveysviranomaisilla on käytettävissä lisäävän valmistuksen asiantuntijoita, jotta 3D-tulostusta pystytään hyödyntämään parhaalla mahdollisella tavalla ”, Piili täsmentää.

Suomalaisilla yrityksillä valmiuksia toimia

“Olemme tehneet alustavia selvityksiä siitä, miten voisimme auttaa terveydenhuollon ammattilaisia niin 3D-skannauksen, -suunnittelun kuin -tulostuksen osalta poikkeustilanteessa. Maailmalta muutamia esimerkkejä on noussut esiin, mutta käytännössä vain mielikuvitus sekä vaaditut standardit ja muut regulaatiot eri käyttökohteissa ovat rajana”, kertoo teknologiajohtaja ja yrityksen toinen perustaja Tomi Kalpio 3DTechiltä. 3DTtechillä on kapasiteettia tulostaa suurempiakin kokonaisuuksia. “Ajamme massatuotantoa 24/7 myös näinä haasteellisina aikoina, joten isotkin sarjakoot ovat mahdollisia. Esimerkiksi pieniä muutaman sentin kokoisia osia pystytään valmistamaan useita tuhansia kappaleita muutamassa päivässä”, Kalpio lisää.

24/7 tuotannossa käytetty teollinen 3D-tulostin. Kuva: Riitta Noponen (3DTech).

Hämeenlinnalaiselta metallien tulokseen erikoistuneelta Delvalta kerrotaan, että tarvittaessa heillä olisi valmius auttaa lääketieteellisissä sovelluksissa tarvittavien metallisten komponenttien valmistuksessa. “Meillä on käytettävissä kaksi metallitulostinta. Pystymme pyydettäessä tekemään normaalituotantoa toisella koneella ja tällaiset poikkeavat toimitukset voitaisiin keskittää toiselle koneelle.” Delvan toimitusjohtaja Jarmo Kastell kertoo. Delvalla on valmius käyttää tulosteissa ruostumatonta terästä (316L) sekä titaania vaativissa käyttökohteissa. Nämä molemmat materiaalit soveltuvat lääketieteen sovelluksiin. “Pelkkä lääketieteen sovelluksiin sopiva materiaali ei kuitenkaan ole tae, että tulosteita voidaan tehdä lääketieteen sovelluksia varten. Ensiksi pitäisi hyväksyttää niin laite ja kuin käytettävät prosessit viranomaisella.”, Kastell täsmentää.

Metallista 3D-tulostettu esimerkkikappale, joka demonstroi tekniikan mahdollisuuksia. Kuva Markku Lindqvist (Delva).

Koronaviruspandemian kaltaisissa poikkeustilanteissa joudutaan keksimään uudenlaisia menetelmiä tarvikepulan ratkaisemiseksi. 3D-tulostus on yksi merkittävä menetelmä joustavana ja nopeana valmistustekniikkana varsinkin silloin, kun tavaroiden ja ihmisten liikkumista on rajoitettu.