3D-tulotuksen soveltaminen yksilöllisesti istuvien moottoripyöräkypärien valmistukseen
Manninen, Seppo (2013)
Manninen, Seppo
Metropolia Ammattikorkeakoulu
2013
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2013120319819
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2013120319819
Tiivistelmä
Tämä opinnäytetyö tutkii 3D-tulostamisen soveltamismahdollisuuksia moottoripyöräkypäri-en massavalmistuksessa. Otan selvää, voidaanko 3D-skannaamisen ja 3D-tulostamisen avulla tehdä yksilöllisesti istuvia moottoripyöräkypäriä ja samalla parantaa niiden iskuja vaimentavien sisäkuorien turvallisuusominaisuuksia nykypäivän moottoripyöräkypärien sisäkuoriin verrattuna. Lisäksi otan selvää, mahdollistaako 3D-tulostus moottoripyöräkypä-rien valmistamisen kevyemmin ja edullisemmin, vähentämällä kuorien valmistusmuottien tarvetta ja niistä aiheutuvia muottikustannuksia. Opinnäytetyöni tarkoituksena ei ole tuottaa 3D-tulostettua prototyyppiä vaan selvittää niitä mahdollisuuksia ja vaatimuksia, joita 3D-tulostuksen soveltaminen kypärätuotantoon edellyttäisi. Tämä opinnäytetyö on siis kartoi-tusraportti.
3d-tulostamista tutkin aihetta käsittelevän kirjallisuuden ja internet-lähteiden kautta. Moot-toripyöräkypärien istuvuutta ja käyttäjäkokemuksia kartoitan opinnäytetyön aikana moot-toripyöräkypäriä myyvän liikkeen asiakkailla suoritetun käyttäjätutkimuksen avulla. Lisäksi olen haastatellut suomalaista ammattilaiskuljettajaa sekä suomalaisen, kypäriä maahan-tuovan yrityksen edustajaa. Nykypäivän moottoripyöräkypärien valmistusmenetelmiin ja valmistusperiaatteisiin olen tustustunut haastattelemalla amerikkalaisen moot-toripyöräkypärävalmistajan tuotekehityspäällikköä sekä tutkimalla kansainvälisiä testistan-dardeja. Esittelen opinnäytetyössäni myös pienten toimijoiden turvallisuutta edistäviä inno-vaatioita moottoripyöräkypäräteollisuudessa, jossa kypäriä on valmistettu lähes samalla tavalla jo yli 50 vuotta.
Käyttäjätutkimuksen perusteella samanhintaisten kypärien istuvuuksissa on suuria eroja kuten myös kypäriä ostavien asiakkaiden päänmuodoissakin. 3D-tulostusta hyödyntävästä yksilöllisesti istuvasta moottoripyöräkypäräkonseptista ovat kiinnostuneita niin tavalliset kuluttajat, ammattilaiskuljettajat kuin kypärämaahantuojakin. Kypärävalmistajalla on puo-lestaan esittää lukuisia valmistusteknisiä perusteita, jotka asettavat kypäräkonseptille haasteita. Näistä päällimäisenä 3D-tulostusteknologian aikainen kehitysvaihe sekä vakiin-tuneet nykypäivän valmistusmenetelmät ja infrastuktuuri niiden ympärillä.
3D-tulostuksen kotikäytön suuren läpimurron esteenä ovat tällä hetkellä vaikeakäyttöiset 3D-mallinnusohjelmat, jotka on suunniteltu teollisuuden ammattilaisille ja vanhanaikaisille valmistusmenetelmille. Tarvitaan helppokäyttöisiä 3d-ohjelmia, jotka on optimoitu 3D-tulostuksen tarpeisiin, ja jotka toimivat enemmän kotikäyttäjien luovuuden kuin ja 3D-osaamisen varassa. Muotoilijoiden ei tarvitse odotella 3d-tulostuksen läpimurtoa, sillä heiltä löytyy jo riittävä osaaminen nykyisten 3D-ohjelmien käyttämiseen.
Tutkimuksen perusteella voidaan esittää seuraavaa: 3D-tulostamista hyödyntävien, yksilöl-lisesti istuvien kypärien massavalmistus ei ole kaupallisesti perusteltua juuri tällä hetkellä. Suurilla kypärävalmistajilla olisi tietotaito ja parhaat taloudelliset edellytykset lähteä kehit-tämään 3D-tulostusta osana kypärien massavalmistusta. He ovat kuitenkin panostaneet nykyisiin valmistusmenetelmiin siinä määrin, että tuskin lähtevät eturintamassa tutkimaan 3D-tulostuksen mahdollisuuksia. Pienemmät yritykset, yksittäiset suunnittelijat ja insinöörit ovat tähän mennessä olleet keksimässä uusia turvallisuutta parantavia kypäräinno-vaatioita, jotka suuret valmistajat ovat valjastaneet käyttöönsä. Näin käy todennäköisesti myös 3D-tulostusta hyödyntävien kypärien kohdalla.
3D-tulostuksen kehitystä ennustavien skenaarioiden perusteella on odotettavissa, että 10, 20 tai 30 vuoden päästä moottoripyöräkypärätkin valmistetaan suurella todennäköisyydellä kokonaan tulostamalla. Tutkimuksen alusta asti 3D-tulostuksen valjastamisessa moottori-pyöräkypärien massavalmistukseen suurimpana epävarmuustekijänä on ollut 3D-tulostuksen teknologiset puutteet tällä hetkellä. Tästä opinnäytetyöstä kuitenkin ilmenee, että 3D-tulostuksen sovittaminen kypärien valmistukseen koostuu tulostusteknologian ke-hityksen lisäksi monista tekijöistä kuten suunnittelutavoista, rakenteista, ja uudesta toimin-taympäristöstä, joita voidaan lähteä kehittämään jo tässä vaiheessa. Aikaisin liikkeelle läh-teminen toisaalta nopeuttaa 3D-tulostuksen kehitystä, mutta saattaa myös synnyttää yllät-täviä ratkaisuja, joita voidaan mahdollisesti hyödyntää muilla moottoripyöräajovarusteiden tai teollisuuden osa-alueilla.
3d-tulostamista tutkin aihetta käsittelevän kirjallisuuden ja internet-lähteiden kautta. Moot-toripyöräkypärien istuvuutta ja käyttäjäkokemuksia kartoitan opinnäytetyön aikana moot-toripyöräkypäriä myyvän liikkeen asiakkailla suoritetun käyttäjätutkimuksen avulla. Lisäksi olen haastatellut suomalaista ammattilaiskuljettajaa sekä suomalaisen, kypäriä maahan-tuovan yrityksen edustajaa. Nykypäivän moottoripyöräkypärien valmistusmenetelmiin ja valmistusperiaatteisiin olen tustustunut haastattelemalla amerikkalaisen moot-toripyöräkypärävalmistajan tuotekehityspäällikköä sekä tutkimalla kansainvälisiä testistan-dardeja. Esittelen opinnäytetyössäni myös pienten toimijoiden turvallisuutta edistäviä inno-vaatioita moottoripyöräkypäräteollisuudessa, jossa kypäriä on valmistettu lähes samalla tavalla jo yli 50 vuotta.
Käyttäjätutkimuksen perusteella samanhintaisten kypärien istuvuuksissa on suuria eroja kuten myös kypäriä ostavien asiakkaiden päänmuodoissakin. 3D-tulostusta hyödyntävästä yksilöllisesti istuvasta moottoripyöräkypäräkonseptista ovat kiinnostuneita niin tavalliset kuluttajat, ammattilaiskuljettajat kuin kypärämaahantuojakin. Kypärävalmistajalla on puo-lestaan esittää lukuisia valmistusteknisiä perusteita, jotka asettavat kypäräkonseptille haasteita. Näistä päällimäisenä 3D-tulostusteknologian aikainen kehitysvaihe sekä vakiin-tuneet nykypäivän valmistusmenetelmät ja infrastuktuuri niiden ympärillä.
3D-tulostuksen kotikäytön suuren läpimurron esteenä ovat tällä hetkellä vaikeakäyttöiset 3D-mallinnusohjelmat, jotka on suunniteltu teollisuuden ammattilaisille ja vanhanaikaisille valmistusmenetelmille. Tarvitaan helppokäyttöisiä 3d-ohjelmia, jotka on optimoitu 3D-tulostuksen tarpeisiin, ja jotka toimivat enemmän kotikäyttäjien luovuuden kuin ja 3D-osaamisen varassa. Muotoilijoiden ei tarvitse odotella 3d-tulostuksen läpimurtoa, sillä heiltä löytyy jo riittävä osaaminen nykyisten 3D-ohjelmien käyttämiseen.
Tutkimuksen perusteella voidaan esittää seuraavaa: 3D-tulostamista hyödyntävien, yksilöl-lisesti istuvien kypärien massavalmistus ei ole kaupallisesti perusteltua juuri tällä hetkellä. Suurilla kypärävalmistajilla olisi tietotaito ja parhaat taloudelliset edellytykset lähteä kehit-tämään 3D-tulostusta osana kypärien massavalmistusta. He ovat kuitenkin panostaneet nykyisiin valmistusmenetelmiin siinä määrin, että tuskin lähtevät eturintamassa tutkimaan 3D-tulostuksen mahdollisuuksia. Pienemmät yritykset, yksittäiset suunnittelijat ja insinöörit ovat tähän mennessä olleet keksimässä uusia turvallisuutta parantavia kypäräinno-vaatioita, jotka suuret valmistajat ovat valjastaneet käyttöönsä. Näin käy todennäköisesti myös 3D-tulostusta hyödyntävien kypärien kohdalla.
3D-tulostuksen kehitystä ennustavien skenaarioiden perusteella on odotettavissa, että 10, 20 tai 30 vuoden päästä moottoripyöräkypärätkin valmistetaan suurella todennäköisyydellä kokonaan tulostamalla. Tutkimuksen alusta asti 3D-tulostuksen valjastamisessa moottori-pyöräkypärien massavalmistukseen suurimpana epävarmuustekijänä on ollut 3D-tulostuksen teknologiset puutteet tällä hetkellä. Tästä opinnäytetyöstä kuitenkin ilmenee, että 3D-tulostuksen sovittaminen kypärien valmistukseen koostuu tulostusteknologian ke-hityksen lisäksi monista tekijöistä kuten suunnittelutavoista, rakenteista, ja uudesta toimin-taympäristöstä, joita voidaan lähteä kehittämään jo tässä vaiheessa. Aikaisin liikkeelle läh-teminen toisaalta nopeuttaa 3D-tulostuksen kehitystä, mutta saattaa myös synnyttää yllät-täviä ratkaisuja, joita voidaan mahdollisesti hyödyntää muilla moottoripyöräajovarusteiden tai teollisuuden osa-alueilla.