3D-tulostus on nopeasti kasvava teknologia, joka avaa uusia mahdollisuuksia niin harrastajille kuin ammattilaisillekin. Loimme tämän oppaan, jolla pyrimme auttamaan sinua ymmärtämään 3D-tulostuksen perusteet ja pääsemään alkuun omien projektiesi kanssa. Olitpa aloittelija joka pohtii 3D-tulostuksen perusteita tai aloittamista tai kaipaat 3D-tulostuksen perusteiden kertausta olet oikeassa paikassa.
Käsittelemme artikkelissa mm. 3D-tulostuksen perusteita sekä 3D-tulostimen valintaan liittyviä tekijöitä. Olemme luoneet erillisen sivun 3D-tulostimen valintaan, josta löydät kattavasti tietoa 3D-tulostimien valikoimastamme sekä siitä mikä tulostin voisi olla oikea valinta käyttötarkoitukseesi.
Mitä on 3D-tulostus?
3D-tulostus, tunnetaan myös nimellä additiivinen valmistus, on prosessi, jossa luodaan kolmiulotteisia objekteja digitaalisesta tiedostosta kerros kerrokselta tulostamalla. Tämä teknologia mahdollistaa monimutkaisten muotojen ja rakenteiden valmistamisen, jotka olisivat perinteisin menetelmin hankalia tai mahdottomia toteuttaa.
Tulostaminen tapahtuu 3D-tulostimella sekä tätä varten valitun materiaalin (usein filamentin) avulla. Vaihtoehtoja tulostimista sekä materiaaleista löytyy lukuisia.
Kuinka 3D-tulostus toimii?
3D-tulostusprosessi alkaa digitaalisen 3D-mallin luomisella tai hankkimisella. Useimmiten 3D-malli tehdään CAD-ohjelmalla (Computer-Aided Design). Kun malli on valmis, se viipaloidaan ohueksi kerroksiksi slicer-ohjelmistolla, joka tuottaa tulostusohjeet 3D-tulostimelle. Tulostin rakentaa objektin kerros kerrokselta käyttäen valittua materiaalia, kuten muovia, metallia tai hartsia.
Erilaiset 3D-tulostimet
Pohdittaessa 3D-tulostimen hankintaa on tärkeää pohtia mihin käyttötarkoitukseen tulostinta ollaan hankkimassa. 3D-tulostimia on moneen eri käyttötarkoitukseen ja ammattikäytössä toimivat kalliit laitteet voivat keskittyä tekemään vain tietynlaisia ammattitason tulosteita. Näiden ominaisuuksista ei vasta-alkajalle ole välttämättä iloa.
Tässä lueteltuna yleisimmät tyypit:
- FDM (Fused Deposition Modeling) – suosittuja kotikäytössä
- FDM on yksi yleisimmistä 3D-tulostusmenetelmistä. Se käyttää muovilankaa (filamenttia), joka sulatetaan ja kerrostetaan tulostusalustalle. FDM-tulostimet ovat suosittuja kotikäytössä niiden edullisuuden ja helppokäyttöisyyden vuoksi.
- SLA (Stereolithography)
- SLA-tulostimet käyttävät nestemäistä hartsia, joka kovetetaan kerros kerrokselta UV-valolla. Tämä menetelmä tuottaa erittäin tarkkoja ja sileitä tulosteita, mutta laitteet ja materiaalit voivat olla kalliimpia kuin FDM-tulostimilla.
- SLS (Selective Laser Sintering) – usein vain teollisessa käytössä
- SLS-tulostimet käyttävät jauhemaista materiaalia, joka sintrataan yhteen kerros kerrokselta laserilla. Tämä teknologia mahdollistaa monimutkaisten ja kestävyydeltään erinomaisten osien valmistamisen, mutta se on yleensä varattu teolliseen käyttöön korkean hintansa vuoksi.
Vinkit 3D tulostimen valintaan löydät omalta sivultaan, jossa saat vinkkejä oikean tulostimen valintaan.
Materiaalit 3D-tulostuksessa
3D-tulostuksessa käytettävät materiaalit vaihtelevat suuresti tulostusteknologian ja sovelluksen mukaan. Tässä muutamia yleisimpiä:
- PLA (Polylactic Acid)
- PLA on biohajoava muovi, joka on helppokäyttöinen ja turvallinen aloittelijoille. Se soveltuu hyvin FDM-tulostukseen ja on saatavilla monissa väreissä.
- ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene)
- ABS on kestävä ja lämpötiloja sietävä muovi, jota käytetään usein FDM-tulostuksessa. Se vaatii hieman enemmän kokemusta tulostusolosuhteiden hallintaan, kuten lämmitetyn tulostusalustan ja suljetun tulostuskammion.
- PETG (Polyethylene Terephthalate Glycol)
- PETG yhdistää PLA:n helppokäyttöisyyden ja ABS:n kestävyyden. Se on suosittu materiaali FDM-tulostuksessa ja sopii hyvin esimerkiksi elintarvikekontakteihin.
- Resin (Hartsi)
- SLA-tulostuksessa käytettävä hartsi tarjoaa erittäin tarkkoja ja sileitä tulosteita. Hartseja on saatavilla useilla eri ominaisuuksilla, kuten joustavuudella ja läpinäkyvyydellä.
Kuinka valita oikea tulostusmateriaali eli filamentti?
Tärkeintä tulostusmateriaalia eli filamenttia valittaessa on miettiä käyttökohde, eli mitä odotetun lopputuloksen pitää kestää.
- Yleisiin tulosteisiin sopii edullinen PLA, jota on helppo tulostaa. PLA:sta tehty tuloste kuitenkin ”sulaa” helposti, joten emme suosittele PLA:ta esim. auton sisätilojen lisäosiin (puhelintelineeksi, aurinkolasien koukuksi).
- Mikäli halutaan ABS:n sitkeyttä, niin silloin valinta on PETG, joka kestää paremmin lämpöä kuin edellä mainittu PLA.
- Kun vaaditaan enemmän kestävyyttä, valitaan nailon. Myös ABS on hyvä valinta.
- Joustavat filamentit sopivat hyvin esim. asusteisiin tai radio-ohjattaviin autoihin.
- Teknisempien materiaalien osalta löytyy vielä paremmin lämpöä kestäviä materiaaleja.
3D-mallinnus: Ensimmäinen askel 3D-tulostuksessa
3D-tulostusprosessi alkaa aina digitaalisen 3D-mallin luomisella. Voit luoda malleja itse CAD-ohjelmilla tai ladata valmiita malleja verkosta. Suosittuja ilmaisia CAD-ohjelmia aloittelijoille ovat esimerkiksi Tinkercad ja FreeCAD.
- Tinkercad –> muodostunut standardiksi harrastelijoiden keskuudessa
- Tinkercad on selainpohjainen, helppokäyttöinen CAD-ohjelma, joka sopii hyvin aloittelijoille. Sen avulla voit luoda yksinkertaisia malleja vetämällä ja pudottamalla muotoja, joita voit muokata ja yhdistellä.
- FreeCAD
- FreeCAD on avoimen lähdekoodin CAD-ohjelma, joka tarjoaa monipuoliset työkalut ja ominaisuudet. Se sopii hyvin sekä aloittelijoille että kokeneemmille käyttäjille, jotka haluavat kehittyä mallinnuksessa.
Tulostusasetukset: Kuinka optimoida tulostuslaatu
Tulostuslaadun optimoimiseksi on tärkeää säätää tulostusasetuksia oikein. Tässä muutamia keskeisiä asetuksia, jotka vaikuttavat tulostuslaatuun:
- Kerrospaksuus
- Kerrospaksuus määrittää, kuinka paksuja tulostettavat kerrokset ovat. Ohuempi kerrospaksuus tuottaa tarkempia ja sileämpiä tulosteita, mutta pidentää tulostusaikaa.
- Tulostusnopeus
- Tulostusnopeus vaikuttaa sekä tulostusaikaan että tulostuslaatuun. Korkeampi tulostusnopeus nopeuttaa prosessia, mutta saattaa heikentää tulostuslaatua.
- Lämpötila-asetukset
- Tulostusmateriaalin ja tulostimen lämpötila-asetukset vaikuttavat tulostuksen onnistumiseen. Esimerkiksi PLA tulostuu hyvin noin 200°C lämpötilassa, kun taas ABS vaatii korkeampaa lämpötilaa ja lämmitetyn alustan.
Yleisimmät ongelmat ja niiden ratkaisut
3D-tulostuksessa voi esiintyä erilaisia ongelmia, erityisesti aloittelijoille. Tässä muutamia yleisimpiä ongelmia ja niiden ratkaisuja:
- Tulostus ei tartu alustaan
- Jos tuloste ei tartu alustaan, tarkista tulostusalustan tasaisuus ja lämpötila. Käytä tarvittaessa liimaa tai maalarinteippiä parantamaan tarttuvuutta.
- Filamentti ei purkaudu tasaisesti
- Jos filamentti ei purkaudu tasaisesti, tarkista suutin ja varmistu, ettei se ole tukossa. Varmista myös, että tulostusmateriaalin syöttömekanismi toimii oikein.
- Tulosteet ovat hauraita
- Jos tulosteet ovat hauraita, tarkista lämpötila-asetukset ja varmista, että ne ovat materiaalille sopivat. Voit myös kokeilla hidastaa tulostusnopeutta parantaaksesi kerrosten tarttuvuutta.
Muutamia käyttökohteita 3D-tulostukselle
3D-tulostuksen mahdollisuudet ovat lähes rajattomat. Tässä muutamia yleisiä sovelluksia:
- Prototyyppien valmistus
- 3D-tulostus on erinomainen työkalu prototyyppien valmistamiseen nopeasti ja kustannustehokkaasti.
- Varaosat ja korjaukset
- Voit tulostaa varaosia ja tehdä korjauksia erilaisiin laitteisiin ja esineisiin.
- Taide ja design
- 3D-tulostus tarjoaa uusia mahdollisuuksia taiteilijoille ja suunnittelijoille luoda ainutlaatuisia teoksia ja tuotteita.
- Lääketiede
- Lääketieteessä 3D-tulostusta käytetään muun muassa proteesien, hammaskruunujen ja kirurgisten apuvälineiden valmistukseen.
- Mahdollisuudet ovat käytännössä rajattomat.
Autamme mielellämme!
3D-tulostus on kiehtova ja monipuolinen teknologia, joka tarjoaa loputtomasti mahdollisuuksia luovuudelle ja innovaatioille. Aloittelijan on hyvä ymmärtää perusasiat, kuten erilaiset tulostusteknologiat, materiaalit ja tulostusprosessit, jotta tulostaminen sujuu ongelmitta. Noudattamalla tässä oppaassa annettuja ohjeita ja vinkkejä voit aloittaa 3D-tulostuksen harrastuksen tai jopa ammattimaisen käytön itsevarmasti ja turvallisesti.
Toivomme, että tämä opas auttaa sinua pääsemään alkuun 3D-tulostuksen maailmassa ja inspiroi sinua luomaan upeita ja innovatiivisia projekteja. Jos sinulla on kysyttävää tai tarvitset apua tulostimen valinnassa, ota rohkeasti yhteyttä asiantuntijoihimme!
