Patria on aktiivisesti mukana ekosysteemissä, joka vauhdittaa ainetta lisäävän valmistuksen eli 3D-tulostuksen käyttöönottoa suomalaisessa teollisuudessa. Se avaa myös Patrialle uusia mahdollisuuksia.
Kuvassa olevan kappaleen suunnittelu Francesco Trevisan Wärtsilän geometrian pohjalta, AM valmistus AMEXCI
Teksti: Matti Remes Kuva: Markus Korpela
Ainetta lisäävä valmistus eli Additive Manufacturing (AM) on kovaa vauhtia kehittyvä teknologia, joka tunnetaan myös 3D-tulostuksen nimellä.
Patrian kehityspäällikkö Mika Mustakangas sanoo, että suomalaisen teollisuuden kilpailukyvylle on oleellista pysyä mukana uusien materiaalien ja teknologioiden kehityksessä.
AM on yksi esimerkki tästä kehityksestä.
Tätä varten yritykset ja korkeakoulut ovat perustaneet FAME-ekosysteemin (Finnish Additive Manufacturing Ecosystem), jonka tavoitteena on nostaa Suomi maailman johtavien maiden joukkoon 3D-tulostuksen hyödyntämisessä, myynnissä ja osaamisessa.
– Perustajajäsenenä Patria on aktiivisesti mukana kehitystyössä, joka perustuu avoimeen tiedon ja kokemusten jakamiseen, Mustakangas toteaa.
Maailmankin mittakaavassa merkittävä hanke
AM-teknologiassa kappaleeseen lisätään ohuita kerroksia raaka-ainetta, kunnes se saavuttaa halutun muodon ja rakenteen. Valmistuksessa voidaan käyttää esimerkiksi erilaisia metalleja ja muoveja.
Tällä hetkellä FAME-ekosysteemissä on meneillään merkittävä hanke, jossa saadaan luotettavaa tietoa eri materiaalien ominaisuuksista, kun niitä työstetään tyypillisillä AM-menetelmillä.
Mustakangas kertoo, että DREAMS RDI -hankkeessa on kyse maailmankin mittakaavassa merkittävästä panostuksesta, sillä luotava materiaalipankki tulee koostumaan noin 10 000 testikappaleesta. Business Finland rahoittaa kaksivuotista hanketta kuudella miljoonalla eurolla.
– Hankkeessa kerätty tieto auttaa osallistujia hyödyntämään erilaisia materiaaleja ja menetelmiä vaativissa sovelluskohteissa, joissa tarvitaan esimerkiksi hyvä väsymiskesto.
DREAMS-hankkeessa yhteistyötä tehdään monilla osa-alueilla. Tavoitteena on, että yhteistä oppimista jaetaan osallistujien kesken.
– Jokaisella osallistujalla on omat tutkimuksensa ja kehitystyönsä osa-alueet, mutta isoon osaan pulmista odotetaan ratkaisuja yritysten ja yliopistoyhteistyön kautta. Yliopistojen tutkimuksellinen ja testaukseen liittyvä rooli on varsin merkittävä.
Myös Patriassa uusia sovelluskohteita
DREAMS-hanke ei kata varsinaisia uusia sovelluksia ja tuotteita. Ne tehdään yrityksissä.
Myös Patrian tuotteissa ja palveluissa AM tarjoaa enenevässä määrin uusia sovelluskohteita.
– Sen avulla voidaan toteuttaa monenlaisia ja täysin uusia rakenteita. Näin tuotteisiin tuodaan uusia ominaisuuksia ja piirteitä, jotka eivät ole olleet aiemmin mahdollisia.
– Tämä toki edellyttää uusien menetelmien mahdollisuuksien ymmärtämistä ja sisäistämistä. Niitä on myös osattava soveltaa sekä suunnittelussa että varsinaisen teollisen valmistusketjun rakentamisessa, Mustakangas huomauttaa.
Ainetta lisäävillä valmistusmenetelmillä voidaan esimerkiksi valmistaa varaosia, joita on syystä tai toisesta vaikea saada tai ne on räätälöitävä käyttökohteeseensa. Näin parannetaan myös huoltovarmuutta.
AM-valmistusmenetelmien avulla voidaan lisäksi tehostaa materiaalien käyttöä valmistuksessa esimerkiksi koneistukseen verrattuna. Materiaalihukan vähentämisellä säästetään luonnonvaroja, mutta sillä voidaan saavuttaa myös merkittäviä kustannussäästöjä ja lyhyempiä toimitusaikoja.
Mustakangas kertoo, että AM-teknologiaa käytetään jo varsin yleisesti mallivalmistuksessa ja räätälöityjen työkalujen valmistuksessa eri puolilla Patriaa.
– Tuotteisiin ja sovelluksiin AM on tulossa pikkuhiljaa. Tällä hetkellä sitä käytetään pienten sarjojen tuotannossa joissakin projekteissa.
Patria aikoo pysyä kehityksen kärjessä
Mustakangas arvioi, että pitkällä aikavälillä AM-teknologia täydentää valmistuksen ”työkalusettiä” yhtenä menetelmänä muiden joukossa.
– Perinteiset menetelmät eivät ole häviämässä teollisuudesta, mutta AM tuo uusia kykyjä niiden rinnalle. Jatkossa ainetta lisäävällä valmistuksella tuotettuja osia löytyy hyvin monenlaisista tuotteista ja sovelluskohteista.
Mustakankaan mukaan kohtuullisen uutena menetelmänä AM:ssä riittää vielä kehitettävää. Myös sen ottamiseen teolliseen käyttöön liittyy haasteita. Olennaista on kuitenkin oppia nopeasti menetelmän tehokas hyödyntäminen ja sen tuomat mahdollisuudet.
DREAMSiin liittyvässä Patrian FAME RDI-projektissa tarkoituksena on tutkia vaativien metallirakenteiden sekä muidenkin materiaalien soveltuvuutta AM-toteutukseen. Mustakankaan mukaan varsinainen AM:n soveltaminen eri tuotteiden kehityksessä on osa normaalia operatiivista suunnittelutyötä.
– Patriankin on mentävä rohkeasti kohti uusia teknologioita ja oltava kehityksen kärjessä. Emme voi jäädä tuleen makaamaan olemassa olevien tuotteiden ja teknologioiden kanssa, kun tämänkin teknologian kehitys etenee maailmalla kiihtyvällä vauhdilla.
Mustakangas arvioi, että käytännössä kaikki teknologia-alan toimijat hyödyntävät AM:n etuja ja mahdollisuuksia tulevaisuudessa.
– Kysymys on mielestäni siitä, pystymmekö tekemään tulevaisuusyhteensopivia tuotteita paremmin ja tehokkaammin kuin kilpailijat.
