Kolmiulotteista tulostamista

Teknologian kehittymisen myötä puolustusvoimissa tutkitaan 3D-tulostamisen hyödyntämistä huoltovarmuuden osana.

Tutkimuslaitoksen pöydällä on laite, joka tekee itsenäisesti jotain oranssin väristä. Kyseessä on 3D-tulostin, jonka hyödyntämismahdollisuuksia huoltovarmuudessa on tutkittu vuodesta 2016 lähtien. Oranssi materiaali, jota tulostin käyttää, on muovia. Sillä on tähän mennessä tehty osien pienoismalleja ja harjoitustöitä, kun on opeteltu käyttämään 3D-tulostinta ja tutkittu, minkälaisia osia voidaan tehdä.
– Laitteella on tehty myös ihan järjellisiä osia, kuten kameran kiinnitys droneen, insinööri Mervi Hokkanen Puolustusvoimien tutkimuslaitokselta naurahtaa.
Metallien kohdalla käytetään jauhepeti-menetelmää, missä laser polttaa jauhekerrosta mallin mukaan, jonka päälle levitetään uusi jauhekerros, minkä laser polttaa. Tämä toistuu, kunnes osa on valmis. Varsinaisten metalliosien tulostuksen tutkimuslaitos on tilannut kaupallisilta toimijoilta.
3D-tulostuksen tultua mahdolliseksi teknologiaa käytettiin lähinnä prototyyppien valmistamiseen, mutta nyt menetelmät ovat kehittyneet niin, että voidaan valmistaa yksittäisiä kappaleita ja pieniä sarjoja. Teknologia on myös yleistynyt, mikä on johtanut puolustusvoimien kiinnostuksen heräämiseen muun muassa varaosien valmistukseen.

Kaikkien tulosteiden pohjalla on 3D-malli. Mikäli varaosasta ei ole piirrustuksia, se voidaan skannata 3D-malliksi tietokoneelle, missä sitä käsitellään CAD-ohjelmalla. Osia voidaan tulostuksen jälkeen käsitellä ja viimeistellä perinteisillä työstömenetelmillä, koska 3D-tulostuksella ei vielä saada riittävän tarkkaa lopputulosta.
Yksi teknologian hyödyistä liittyy mahdolliseen tilanteeseen, jossa varaosien saatavuus on vaarantunut tai estynyt. Tällöin voidaan varmistaa, että osa saadaan käyttöön. Yleensä 3D-tulostusta käytetään osien keventämiseen.
– Kun ajatellaan ilmailu- tai avaruusteollisuutta, niin kaikki pitäisi saada mahdollisimman keveiksi, koska paino maksaa, Hokkanen selventää.

–Ensimmäinen projekti alkoi vuonna 2016 ja meneillään oleva jatkoprojekti vuonna 2018, insinööri Mervi Hokkanen valotti tutkimuksen kestosta.

Tulostamalla voi valmistaa myös erilaisia piilorakenteita, kuten esimerkiksi enemmän jäähdytyspinta-alaa. Aivan kaikkea ei kuitenkaan kannata tehdä 3D-tulostamisella. Esimerkiksi levyt, ruuvit ja muut, joita on nopea ja helppo tehdä perinteisellä tavalla tai saa vaivattomasti, vaikka rautakaupasta.
Tutkimusprojektissa testattiin kaupallisilta toimijoilta tilattuja kappaleita muun muassa vetotesteillä ja metallurgin tutkimuksilla. Kappaleet ovat osia panssarivaunusta ja niitä on asennettu kenttätestiä varten. Kenttätesti oli kestoltaan puoli vuotta ja sen tarkoitus oli tutkia, voiko osia asentaa suoraan tulostuksesta sekä kestävyyttä käytössä.
– Olemme nyt karsineet varaosaluettelosta noin 30 osaa, joita aiomme jatkossa tulostaa, Hokkanen paljastaa.
Tulevaisuuden visiona on, että varaosien tulostus siirtyy lähemmäs käyttökohdetta.
– Esimerkiksi merivoimien laivoilla tästä olisi hyötyä, sillä niiden ei enää tarvitse keskeyttää tehtävää merellä ja tulla maihin huoltoa varten, Hokkanen visioi.