Silta 3D-tulostuksen maailmaan

Maailman ensimmäinen 3D-tulostettu puusilta


Lujuus, keveys ja materiaalitehokkuus

Luonnon muodot ovat usein toimineet inspiraation lähteinä insinöörien ja arkkitehtien työlle. Kevyet, vahvat ja luonnolliset rakenteet edustavat hienostuneisuutta, jota harvoin löytyy ihmisen luomista malleista. Mehiläisten hunajakenno, puurungon solukkorakenne tai lehtien hienojakoiset suonet ovat malliesimerkkejä luonnosta. Näissä muodoissa korostuvat lujuus, keveys ja materiaalikäytön tehokkuus. Puukomposiitista 3D-tulostettu Lehtisilta konkretisoi, mitä tarkoittaa luonnon jäljittely (biomimiikka) rakentamisen sovelluksissa.

Lehtisillan suunnittelukonsepti. ROP Taiteilijaryhmä

Co-creation – Yhdessätekemisen voima

Monialaisena suomalaisena yhteistyönä toteutettu Projekti Kataja yhdisti mm. siltasuunnittelun, taiteen, materiaalikehityksen, uuden valmistusteknologian ja biomimiikan. Mukana ovat UPM Biocomposites, 3DStep Oy, Suunnittelukide Oy, Simons Element Oy, Tampereen Ammattikorkeakoulu, ROP-Taiteilijaryhmä ja Business Finland.

Projektin onnistumisen lähtökohtana oli aito win-win-win -tilanteeseen tähtäävä yhteistyö, co-creation. Jokaisella projektin osapuolella oli selkeä vastuu, motivaatio ja tavoite, joiden saavuttamiseksi ponnisteltiin ja hikoiltiin. Sitoutuminen näkyi asioiden onnistumisina, ongelmien nopeina ratkaisuina ja riskien käytännönläheisessä käsittelyssä.

Proof of technology

Lehtisillan toteutukseen liittyi alkuvaiheessa useita avoimia kysymyksiä, liittyen mm. teknologian toteutettavuuteen, sillan kestävyyteen, ja materiaalin ominaisuuksiin ison mittakaavan sovelluksessa. Matkaan oli siis lähdettävä valmiina kokeilemaan, onnistumaan ja myös epäonnistumaan. Lopputulos oli kuitenkin huikaiseva. Toteutus onnistui tavoitteen mukaisesti ja tuotti suunnittelun ja toteutuksen proof of technologyn: tämä on mahdollista!

Sillan testikappaleen valmistusta robotilla. TAMK

Mitä opittiin?

Projekti Kataja tuotti suuren määrän oivalluksia ja käytännön tietoa, jota voidaan hyödyntää mm. teknologiakehityksessä, suunnittelussa, uuden liiketoiminnan synnyttämisessä, sekä tehokkaiden co-creation -toimintatapojen soveltamisessa teknologiaprojekteihin. Esimerkiksi tulostusnopeus ja -varmuus ovat asioita joita on voimakkaasti kehitettävä, ja joiden jatkokehitykseen löydettiin ratkaisut.

Tampere-talossa toteutetaan 30. – 31.10 2018 kansainvälinen Future Construction 2018 -seminaari, jossa Projekti Katajan tuloksista ja hyödyntämistavoista raportoidaan laajemmin. Mukana ovat myös alan eurooppalaisia edelläkävijöitä mm. USA:sta, Espanjasta, Alankomaista ja Tanskasta. Tapahtuman tiedot ja ilmoittautuminen: www.3dstep.fi/futureconstruction2018

Lisätietoja Projekti Katajasta ja Future Construction 2018 -seminaarista: pekka.ketola@3dstep.fi


Näkymiä

Suuren mittakaavan 3D-tulostusta rakennusalalla on kehitetty jo pitkään. Ensimmäinen 3D-tulostukseen erikoistunut laitos otettiin käyttöön Kiinassa vuonna 2008. Sen jälkeen laajamittainen 3D-tulostus on ottanut suuria edistysaskeleita. Alan odotetaan kehittyvän edelleen lähitulevaisuudessa niin materiaalien kuin prosessien näkökulmasta.

3DStep Oy:n toimitusjohtaja Pekka Ketola uskoo, että 3D-tulostus muuttaa olennaisesti muotoilua ja rakentamista tulevaisuudessa. Kataja-hankkeesta hän sanoo: ”Tavoitteenamme on kehittää uusia liiketoimintaa synnyttäviä ratkaisuja suunnitteluun, muotoiluun ja vlamistukseen. Ytimessä ovat innovatiiviset ja uusia ominaisuuksia tarjoavat tulostusmateriaalit, kuten UPM Formi 3D.”

Biokomposiitti tuo etuja 3D-tulostukseen

UPM Formi 3D:n edut verrattuna perinteisiin 3D-tulostusmateriaaleihin tekivät siitä selkeän materiaalivalinnan Kataja-projektiin, hienot selluloosakuidut helpottavat suuren mittakaavan tulostusta. Vähäinen kutistuminen, nopea jäähdytys ja itseään koossapitävät ominaisuudet sulassa vaiheessa mahdollistavat suurten elementtien tuottamisen tehokkaasti. Hienot selluloosakuidut tekevät UPM Formi 3D:stä ihanteellisen materiaalin myös tarkkaan 3D-tulostamiseen, jolloin pienet yksityiskohdat voidaan tuottaa jopa pienimmillä suuttimilla. Lisäksi vaalea väri ja matta puunkaltainen rakenne merkitsevät sitä, että UPM Formi 3D on erinomainen vaihtoehto karkeammille kuitupohjaisille materiaaleille sekä muovilta tuntuville, puhtaille PLA-filamenteille.

“Suomella on mahdollisuus ottaa johtoasema suuren mittakaavan 3D-tulostuksessa”, toteaa sovelluspäällikkö Eve Saarikoski, UPM Biocomposites-yksiköstä. “Biomateriaalien asiantuntemus, edistykselliset valmistusmenetelmät ja muotoilu ovat jo maailmanluokkaa”.

Artikkeleita muualla