TKI-toimijat valokeilassa-Savonian 3D-tulostusympäristö

Savonia-ammattikorkeakoulu on yksi Suomen suurimmista ja monipuolisimmista ammattikorkeakouluista. Savonia palvelee yli 7000 opiskelijan lisäksi aktiivisesti ympäröivää elinkeinoelämää ja tarjoaa palveluja yritysten ja yhteisöjen tutkimukseen, tuotekehitykseen ja -testauksiin. Asiakkaiden tarpeita voivat olla mm. pilotti- ja prototuotteiden valmistus, tuotetutkimukset ja -testaukset ennen tuotteiden lanseeraamista markkinoille. Toimitilat on varustettu nykyaikaisilla koneilla ja laitteilla. Suurin osa Kuopion Microkadun kampuksen toimitiloista on uusia tai täysin remontoitu viime vuosina. 

3D-tulostuslaboratorion uudet tilat ovat valmistuneet vuonna 2020. Palveluihin kuuluu 3D-tulostus, 3D-mallinnus, 3D-skannaus, materiaalitestaus sekä tuotekehitys- ja koulutuspalvelut tutkimus- ja tuotekehityksen tarpeisiin niin yrityksille kuin yksityishenkilöillekin. Alueellisia yhteistyökumppaneita ovat mm. Kuopion yliopistollinen sairaala, Itä-Suomen Yliopisto, Savon ammattiopisto ja Ylä-Savon ammattiopisto. 3D-tulostustoiminta keskittyy pääsääntöisesti tutkimukseen ja tuotekehitykseen.  

”3D-tulostuksen käytöstä terveysalan käyttökohteisiin löytyy aiempaa kokemusta mm. erilaisten anatomisten mallien ja laitteiden prototyyppien valmistuksesta. Lisäksi tarjoamme 3D-tulostukseen, 3D-skannaukseen ja 3D-mallinnukseen liittyviä koulutuspalveluja asiakaskohtaisesti räätälöityinä kokonaisuuksina sekä kaikille avoimina peruskursseina avoimen ammattikorkeakoulun kautta. Asiakaskohtaisesti räätälöidyt kurssit voivat pitää sisällään tiettyjen laitteiden tai ohjelmistojen käyttökoulutusta tai painottua asiakkaan toivomaan teemaan. 

”Emme valmista 3D-tulostamalla kaupallisia lopputuotteita, sillä 3D-tulostusympäristömme ei ole tarkoitettu teolliseen sarjavalmistukseen. Mikäli asiakkaalla on tarve 3D-tulostettavien kappaleiden tuotantovalmistukseen, tarjoamme tietoa kaupallisista palveluntarjoajista ja autamme löytämään sopivan palveluntarjoajan”, kertoo TKI-asiantuntija Antti Alonen. 

Pienen kokoluokan kappaleiden lisäksi 3D-tulostus onnistuu myös suuremman kokoluokan kappaleille. Parhaillaan menossa on 3D-tulostusta robotilla (3DROBO) –hanke, jossa keskitytään suurten kappaleiden valmistukseen metallista, muovista ja betonista. Hankkeessa tehdään yhteistyötä yritysten kanssa mm. robottitulostuslaitteilla toteutettavien demonstraatioiden avulla. Demonstraatioita tehdään eri materiaaleista ja erilaisiin käyttökohteisiin. Mukana hankkeessa ovat mm. Ponsse, Hydroline, Etteplan, Suomivalimo, Lujabetoni, FantasiaWorks, Betola, UPM, Design Reform ja GTK. 

Monimuotoiset käyttökohteet tuotekehityksen tukena

”Suurin hyöty, mitä asiakkaat 3D-tulostuksesta saavat on tuotekehityksen nopeutuminen. Useinkaan yrityksillä ei ole erilaisia 3D-tulostimia käytössään ja täällä meillä on mahdollista erilaisilla tulostustekniikoilla testata sitä, millainen tuotteesta tulee. Näin on mahdollista vertailla miten eri 3D-tulostusmenetelmät ja/tai materiaalit soveltuvat yritysten käyttöön. Vaikka lopullinen tuote ei valmistuisikaan 3D-tulostamalla, menetelmän avulla on mahdollista saada hyvin pitkälle sen näköiseksi ja kokoiseksi, kuin se oikeasti on, jolloin testaaminen on helpompaa.  

Lääketieteen ja terveysalan käyttökohteita ovat esimerkiksi: biotulostus, hammashoito, lääkkeet, laitteet ja osat, mallit, esimerkit ja tukirakenteet, proteesit ja implantit. 3D-tulostuksen avulla voidaan esimerkiksi suunnitella kirurgisia operaatioita erilaisten anatomisten mallien avulla. Näin leikkauksen kestoa voidaan lyhentää ja komplikaatioiden riski pienenee. 

Vasemmalta oikealle. Multimateriaaliprintterillä CT-kuvan pohjalta toteutettu vatsa-aortan aneurysmamalli sekä aivoaneurysman 3D-mallinnus. Keskellä Covid-testipuikkoja, jotka on valmistettu valokovetustekniikalla. Kallo on valmistettu jauhepetitekniikalla, jonka päälle on 3D-tulostettujen muottien avulla valettu iho silikonista. Oikealla on pursotustekniikalla valmistettu mikrokirurgisen harjoittelun työkalu (Modular Microsurgery Practice Box).  

Kuvassa näkyvät hammas- ja silmämallit on tulostettu multimateriaaliprintterillä, joka mahdollistaa täysväritulosteet sekä läpinäkyvän materiaalin käyttämisen.  

”3D-tulostusmateriaaleja ja -menetelmiä on useita, joista autamme valitsemaan kuhunkin tilanteeseen ja käyttötarkoitukseen sopivimman. Esimerkiksi jauhepetitekniikka mahdollistaa hyvinkin monimuotoisten osien valmistamisen koko tulostustilavuuden alueelta samalla kertaa, kun taas materiaalin suihkutukseen perustuvalla tekniikalla voidaan toteuttaa useampaa materiaalia sisältäviä, täysväritulosteita. Pursottaminen on aina alkuun helpoin ja halvin tapa päästä liikkeelle. Meillä on myös metallin 3D-tulostuslaitteisto, jolla on mahdollista valmistaa lääketieteen puolella käytettyjä materiaaleja kuten titaani ja kobolttikromi”, Alonen jatkaa.  

Paikalliset toimijat tiiviisti mukana

Savonian yhteistyö Kuopion yliopistollisen sairaalan ja Itä-Suomen Mikrokirurgiakeskuksen sekä Kuvantamiskeskuksen kanssa on säännöllistä. Kuvantamiskeskuksen kanssa yhteistyö alkoi jo vuosia sitten sydänphantomin 3D-tulostukseen liittyvällä kehitystyöllä. Mikrokirurgiakeskuksen kanssa on viime vuosina toteutettu useita erilaisia lääketieteen malleja ja sovelluksia sekä käyttösovellusten testauksia.  

”Hammashoitopuoli on maailmalla 3D-tulostuksen edelläkävijä ja lukuisat yritykset sillä puolella jo hyödyntävätkin 3D-tulostusta toiminnassaan. Savonian yhteistyökumppanina tältä alalta on Hammaslaboratorio Mallihammas Oy. Yritys valmistaa ja korjaa irtoprotetiikkaa ja kiinteää protetiikkaa, ja yhteistyössä yrityksen kanssa on toteutettu erilaisia 3D-tulostustestejä.” 

”Vuosien varrella 3D-tulostukseen liittyvää yhteistyötä on tehty myös Medikro Oy:n kanssa eri menetelmillä tulostettujen kappaleiden osalta. ” Medikro suunnittelee, valmistaa ja markkinoi keuhkosairauksien diagnosoinnissa ja seurannassa käytettäviä lääketieteellisiä järjestelmiä. 

”Terveysalan yrityskumppaneista on mainittava myös Sense4Health Oy, jonka kanssa on tehty viime vuosina laajaa yhteistyötä tuotekehitykseen liittyen. Sense4Health on yritys, joka kehittää digitaalisia ja fyysisiä terveydenhuollon ratkaisuja julkisille organisaatioille, yrityksille ja kuluttajille. Savonian osaaminen tuotekehityksessä on painottunut 3D-mallinnukseen ja erilaisten 3D-tulostusmenetelmien hyödyntämiseen prototyypin valmistuksessa. Yhteistyötä on tehty sekä palvelutoimintana että opinnäytetöiden muodossa.”, päättää Alonen. 

3D-tulostusympäristöön liittyvissä T&K -projekteissa ja yritysyhteistyöasioissa, yhteyttä voi ottaa Antti Aloseen. Muut yhteystiedot löytyvät Savonian sivuilta.  

Yhteydenotot: 
Antti Alonen, TKI-asiantuntija, Savonia-ammattikorkeakoulu, Teknologia- ja ympäristöala: antti.alonen(at)savonia.fi
Kimmo Solehmainen, kehityspäällikkö, Kuopio Health osk: kimmo.solehmainen(at)kuopiohealth.fi 

 

Savonia on yksi Suomen suurimmista ja monipuolisimmista ammattikorkeakouluista. Savonian laboratoriot soveltuvat yritysten ja yhteisöjen tutkimukseen, tuotekehitykseen ja -testauksiin. Asiakkaiden tarpeita voivat olla mm. pilotti- ja prototuotteiden valmistus, tuotetutkimukset ja -testaukset ennen tuotteiden lanseeraamista markkinoille. Artikkeli on osa TKI-toimijat valokeilassa –juttusarjaa, joka tekee Kuopion alueen osaamista ja toimijoita ja tutuksi.