Metallien 3D -tulostamisen mahdollisuudet ja kehityskohteet vuonna 2020

Abstract

Opinnäytetyön tarkoituksena oli kartoittaa metallien kolmiulotteisen tulostamisen mahdollisuuksia ja kehityskohteita. Opinnäytetyön tarkoituksena oli myös selvittää, miksi teollisuudessa valtaosa tuottamisesta tapahtuu muilla menetelmillä kuin tulostamalla. Työ antaa yrityksille tietoa kolmiulotteisen tulostamisen hyödyntämisen mahdollisuuksista ja kannattavuudesta.

Tutkimusmenetelminä käytettiin tiedonhakua muiden tuottamista tutkimuksista, menetelmistä, saavutuksista metalleilla tulostamisesta ja haastatteluilla kolmiulotteiseen tulostamiseen erikoistuneilta yrityksiltä. Tutkimusongelmia syntyi tutkimusmateriaalin vähäisyydestä sekä tutkimusten ja artikkeleiden luotettavuudesta.

Opinnäytetyön tuloksina löydettiin metalleilla tulostamiselle optimoituja käyttökohteita ja jo tehtyjä läpimurtoja metallisella tulostamisella. Esimerkiksi Airbus on tehnyt uusien lentokoneidensa siipiin rakenteita tulostamalla ja uusi menetelmä tulostaa ei-planaarisesti voi tuoda pursotustekniikkaan tarvittavan lisän tulostusmenetelmän yleistymisen suhteen. Tuloksina kartoitettiin kehityskohteita yleisesti metalleilla tulostamiseen ja tulostustekniikoihin. Kolmiulotteista tulostamista metalleilla on teollisuudessa vielä hankala hyödyntää tekniikan monimutkaisuuden ja korkean hintansa vuoksi.

Metallien kolmiulotteinen tulostaminen kappaleiden valmistusmenetelmänä on toistaiseksi vain tietyissä käyttökohteissa kannattavaa. Kolmiulotteinen tulostaminen on suhteellisen uusi tuottamisen tekniikka ja läpimurtoja tekniikkojen ja tulostimien suhteen tehdään jatkuvasti. Metallien tulostamisesta voi olla teollisuuden yritykselle suurta hyötyä prototyyppeihin, kehitystyöhön tai nopeisiin innovaatioihin.

The objective of the thesis was to gather information on 3D printing of metals and the possibilities and development areas of the method. The objective was also to study the innovations and purposes where printing metals has been useful or preferred.

The data were collected from interviews with companies that are specialized in metallic 3D printing and through studies conducted by other scientific parties. The data were also collected on other breakthroughs and uses where 3D printing of metals were used. In general, data on the subject was relatively scarce, and the reliability of some sources was somewhat questionable.

It was found that 3D printing of metals is still far away from cost-effectiveness in terms of producing parts as a process in a factory line. It is, however, a fine asset in research and development and quick innovations. Metallic 3D printing also has a niche purpose in certain industries such as in aerospace and automotive industry.

The findings indicate that considerably more work is needed for the process of printing metal parts to be cost-effective to produce parts in a factory line. Innovations and breakthroughs are done constantly, and it is only a matter of time that 3D printing surfaces as a superior way of producing parts.