3d-tulostin asettui taloksi

Vain mielikuvitus rajana

3d-tulostamisen mahdollisuudet ovat rajattomat. Teknisistä syistä tavallisella tulostimella ei voi tulostaa metrien korkuisia malleja, vaan tyypilliset aloittelijatulostimet voivat tulostaa esineitä, joiden mitat ovat enintään 25 x 25 x 25 senttimetriä. Tulostettavan esineen ja sen ulkomuodon valinta on kuitenkin täysin sinun päätettävissäsi. Useimpien 3d-tulostinten mukana tulee asetusohjelman lisäksi kauppa, josta voi ladata 3d-malleja ilmaiseksi.

Lisäksi verkossa on suuria kolmansien osapuolten tietokantoja, joissa on tuhansia ilmaisia 3d-malleja lähes kaikesta, mitä kuvitella saattaa. Oli kyseessä sitten varaosa imuriin, autopidike matkapuhelimellesi, suosikkielokuvasi hahmo tai avaimenperä kaiverretulla tekstillä, voit ladata esineen 3d-mallin tietokoneellesi ja tulostaa sen suoraan.

Tulostusmateriaalista sinun on toki huolehdittava. Jos olet luova ja rohkea, voit opetella 3d-mallintamista ja suunnitella mallisi alusta asti itse. 3d-malleja voi tehdä Tinkercadin ja Blenderin kaltaisilla ilmaisohjelmilla tai edistyneemmillä työkaluilla, kuten Fusion 360. Niillä voit piirtää mitä tahansa sydämesi halajaa ja toteuttaa villitkin ideat.

Tulostimissa on eroja

Alkuun 3d-tulostimet olivat vain isojen yritysten ja yliopistojen juttu, mutta nykyään helppokäyttöisiä koneita saa parilla sadalla eurolla. Kotikäyttöön on olemassa karkeasti kahdentyyppisiä 3d-tulostimia: filamenttitulostimia ja hartsitulostimia. Niiden välillä on iso ero. Filamenttitulostin on kotikäytössä yleisempi. Se sulattaa filamentin, jo ka on esimerkiksi kasviperäisestä muovista valmistettu lanka, ja levittää sen kerroksittain.

Filamenttitulostimet sopivat parhaiten kiinnikkeiden, koukkujen, nappien, telineiden, saranoiden ja pienten koneenosien kaltaisten arkisten esineiden valmistukseen. Tulosteet ovat kuitenkin suhteellisen siistejä, ja näillä laitteilla voi tehdä myös koriste-esineitä. Filamenttituloste kestää hyvin painetta, lämpöä ja kulutusta, mutta pinnoista ei aina tule täysin sileitä. Hartsitulostinten jälki taas on sileää. Ne eivät tulosta filamentilla, vaan synteettiseen hartsiin perustuvalla materiaalilla. Nestemäinen hartsi kovettuu kerroksittain valon vaikutuksesta.

Tuloksena on yksityiskohtaisia ja sileitä malleja, joiden laatu on usein ammattimainen. Hartsiin perustuvat tulostimet ovatkin suosittuja etenkin pienoismalleja kokoavien ja niitä maalaavien sekä korusuunnittelijoiden keskuudessa. Haittapuolena on se, että hartsi on voimakkaan hajuinen kemiallinen aine, joka vaatii suojakäsineiden käyttöä. Se pitää tulostamisen jälkeen vielä pestä sekä kovettaa. Hartsitulostus on siis vaivalloisempaa, minkä takia keskitymme tässä jutussa yksinkertaisempiin ja yleisempiin filamenttitulostimiin.

Mahdollisuuksien filamentti

Filamentin valitseminen on vähän kuin maalin valitseminen: se voi ensisilmäyksellä tuntua hieman hämmentävältä. Filamentteja on nimittäin paljon erilaisia, ja jokaisella tyypillä on omat vahvuutensa ja heikkoutensa. PLA-filamentti on materiaalityypeistä yleisin. Se on edullinen, helppo tulostaa ja saatavilla monissa eri väreissä.

Yhden kilon rullan PLA-filamenttia saa noin parilla kympillä. Yksi tuloste painaa koosta riippuen noin kolmestakymmenestä kolmeensataan grammaa, joten yhdellä rullalla tulostaa jo paljon. PLA on hyvä materiaali koriste-esineisiin, prototyyppeihin ja arkisiin tarve-esineisiin, joista useimmat ihmiset aloittavat 3d-tulostamisen.

Haittapuolena on, että PLA ei kestä korkeita lämpötiloja ja voi pehmetä, jos se altistuu lämmölle. PLA:sta ei siis kannata valmistaa kynttilänjalkoja tai vastaavia esineitä.

Jopa sadan asteen lämmönsieto

Lämmön kanssa kosketuksiin joutuvien 3d-tulosteiden materiaaliksi kannattaa valita ABS-filamentti tai PETG. Molemmat filamenttityypit ovat vahvoja ja lämmönkestäviä, mutta samalla ne ovat myös vaikeampia tulostaa. ABS on tunnettu lujuudestaan ja kyvystään kestää jopa sadan asteen lämpötiloja, mutta materiaali taipuu ja kutistuu jäähtyessään. Siksi tulostimen on pystyttävä pitämään lämpötila vakaana, ja monet käyttävät suljettua tulostinkoteloa vedon välttämiseksi. Lisäksi ABS-filamentti vapauttaa tulostuksen aikana höyryjä, joita ei tule hengittää.

Tulostaminen kannattaakin toteuttaa hyvin tuulettuvassa tilassa. Tavallisten materiaalien lisäksi on olemassa erityisiä filamenttityyppejä, jotka sisältävät esimerkiksi puukuituja, metallihiukkasia tai hohtavia pigmenttejä. Ne voivat tuottaa kauniin pinnan ja ainutlaatuisia visuaalisia tehosteita, mutta ne asettavat myös suurempia vaatimuksia tulostimen suuttimelle, lämpötila-asetuksille ja käyttäjän kokemukselle. Tällaiset filamentit kuluttavat tulostimen osia nopeammin, ja niillä tulostaminen on yleensä tavallista hitaampaa.

3d-tulostaminen ei ole malttamattoman ihmisen harrastus, sillä 3d-tulostin ei toimi kovin nopeasti. Se rakentaa esinettä kerroksittain, ja mitä enemmän yksityiskohtia haluat lopputulokseen, sitä kauemmin sen valmistaminen kestää. Monet mallit valmistuvat parissa tunnissa, mutta suuret tulosteet voivat viedä tuntikausia tai jopa useita päiviä.

Siksi 3d-tulostaminen voi vaatia paljon suunnittelua. Jotkut käynnistävät tulostimen illalla ja antavat sen toimia yön yli. Toiset jakavat suuret mallit osiin, tulostavat osan kerrallaan ja kokoavat ne sitten yhteen. Lisäksi tyydyttävän tuloksen saavuttaminen vaatii hieman käytännön valmisteluja. Tulostimen on oltava täysin vaakasuorassa. Sen osien, kuten rakennuslevyn ja filamenttikelan, on oltava puhtaita.

3d-tulostamisen tulevaisuus

3d-tulostaminen on jo muuttunut paljon siitä, kun kuulimme aiheesta ensimmäisiä kertoja. Teknologia keksittiin jo 1980-luvulla, mutta tuolloin se oli vain ammattilaisten ja yritysten saavutettavissa. Tavallisten kuluttajien keskuudessa 3d-tulostaminen on yleistynyt vasta viime vuosina.

Nykyään 3d-tulostimilla valmistetaan vaikka mitä, ja sama kehitys näyttää jatkuvan myös tulevaisuudessa. Teollisuudessa on alettu 3d-tulostaa metallia ja betonia. Jättitulostimilla rakennetaan kokonaisia taloja, ja biologian tutkijat kokeilevat kudosten ja elinten 3d-tulostamista. Kukapa tietää, mitä voimmekaan 3d-tulostaa vaikkapa kotitoimistoissamme muutaman vuoden kuluttua?