3D-tulostuksen tilannekatsaus perustuu pääosin Wohlers Report 2025 -raporttiin, mutta myös lisäävän valmistukseen keskittyvissä lehdissä ja verkkojulkaisuissa kerrottuihin uutisiin viimeisen vuoden ajalta. Tilannekatsauksen edellisessä osassa perehdyttiin 3D-tulostuksen käyttöön eri toimialoilla. Osa 1 löytyy täältä. Tässä osassa käydään läpi 3D-tulostuksen käyttökohteita eli mihin 3D-tulostusta on viimeisen vuoden aikana käytetty ja mitkä ovat yleisimmät käyttökohteet.

Tilastoja tulkitessa on hyvä muistaa, että Wohlers Reportin julkaisema tilastotieto on kerätty sekä palveluntarjoajilta että joiltakin suuremmilta yrityksiltä. Käyttökohteiden tilastoinnin ulkopuolelle jää siten suuri määrä keskisuuria ja pieniä yrityksiä (sekä mm. sairaalat), jotka käyttävät tulostimia omassa tuotannossaan.

Muutaman edellisvuoden aikana raportin tilastoissa lopputuotteet ehtivät nousta suurimmaksi käyttökohteeksi, mutta tämän vuoden luvuissa prototyypit ovat selvästi suurin käyttökohde. Kovin pitkälle meneviä johtopäätöksiä tästä ei kannata kuitenkaan vetää, sillä mikäli tuotteen lopullinen valmistusmenetelmä on 3D-tulostus, on siirtymä prototyypistä lopputuotteeksi suoraviivaista ja melko vaivatonta. Koska tilastot perustuvat pitkälti palveluntarjoajilta kerättyyn dataan, on lisäksi mahdollista, että kun palveluntarjoajalta hankittu, 3D-tulostettu prototyyppi on osoittautunut toimivaksi, ovat yritykset siirtyneet valmistamaan tuotteita omilla tulostimillaan.

Prototyypit (47,9%) ja tuotekehitys on tämän vuoden tilastossa merkittävin käyttökohde. Kategoria sisältää mm. toiminnalliset osat tekniseen sopivuus- ja toimintatestaukseen, kokoonpanoon, jne.

Yritysten näkökulmasta 3D-tulostuksen merkittävimmät hyödyt tulevat usein esille jo tuotekehitysvaiheessa, kun nopeasti valmistettavien prototyyppiosien avulla saadaan nopeutettua tuotekehityssykliä. Esimerkiksi auto- ja lentokoneteollisuudesta löytyy esimerkkejä siitä, miten tuotekehitysprosessi on nopeutunut useita kuukausia – jopa vuosia. Prototyyppien nopea valmistaminen 3D-tulostamalla mahdollistaa ongelmakohtien paikantamisen ja suunnitteluvirheisiin puuttumisen aikaisessa vaiheessa.

Suuren kokoluokan tulostuksen yleistyminen näkyy myös prototyyppien valmistuksessa, sillä entistä suurempien osien valmistaminen mahdollistaa jopa täysikokoisten toiminnallisten prototyyppien valmistamisen kustannustehokkaasti.

Yhdysvaltalainen Beehive testasi viime vuonna onnistuneesti kehittämäänsä 3D-tulostettua suihkumoottoria. Suihkumoottorin on kehitetty miehittämättömien lennokkien ja risteilyohjusten tarpeisiin. Lisäävän valmistuksen käyttö mahdollisti suihkumoottorin kehittämisen testausvaiheeseen saakka 13 kuukaudessa ja satojen osien yhdistämisen 15 pääkomponenttiin. Osien yhdistäminen nopeuttaa ja helpottaa valmistusta sekä tuo merkittäviä kustannussäästöjä perinteisiin valmistusmenetelmiin verrattuna.

Lopputuotteet (39,4%) ovat toiseksi suurin kokonaisuus. Kategoria sisältää uusien osien lisäksi varaosien (MRO eli maintenance, repair and overhaul) valmistuksen.

Kuten edellä mainittiin, siirtymä 3D-tulostetusta prototyypistä lopputuotteeseen voi olla hyvinkin vaivaton. Tyypillinen haaste siirtymässä tulee skaalauksesta, eli tuotantomäärän kasvattamisessa pienestä määrästä prototyyppiosia sarjatuotantotasolle, mikäli prototyyppivaiheessa asiaan ei ole kiinnitetty riittävästi huomiota. Aina tämä ei kuitenkaan ole ongelma.

Hyvä esimerkki tästä on kuluttajatuotteiden puolella 3D-tulostettujen kenkien valmistus. Kengän välipohjien valmistuksesta löytyy esimerkkejä suuriltakin toimijoilta kuten Nike ja Adidas, mutta markkinoille on tullut lisäävän valmistuksen potentiaalin innoittamana runsaasti uusia tulijoita. Yksi nousussa ollut kenkien valmistustapa on monoliittisten, eli yhdestä osasta valmistettujen kenkien valmistaminen 3D-tulostamalla.

Yhdysvaltalainen kenkävalmistaja Koobz keräsi kesäkuussa 2025 kuuden miljoonan dollarin rahoituksen toimintansa laajentamiseen. Kengät valmistetaan TPU:sta pursotustekniikalla.

Tuotantomäärän saavuttamiseksi pursotustekniikalla tulostimia tarvitaan suuri määrä, jotka tulisi luonnollisestikin automatisoida mahdollisimman pitkälle. Koobzin tapauksessa yritys laajentaa, investointirahoituksen voimin, tulostinfarminsa koon 800 kappaleeseen, mutta tavoitteena on muutaman vuoden sisällä jopa 5000 tulostimen täysautomatisoitu tehdas, joka mahdollistaisi vuositasolla 2-4 miljoonan kenkäparin tuotantokapasiteetin.

Esimerkkejä tästä löytyy Euroopastakin, saksalainen Zellerfeld. Yritys tarjoaa kenkien valmistuspalvelua niin yrityksille kuin yksityishenkilöille. Yrityksen verkkosivuilla on jo satojen kenkien valikoima, ja kuka vain asiaan perehtynyt voi tarjota siellä omaa kenkämallistoaan myyntiin Zellerfeldin valmistamana, kunhan 3D-malli täyttää yrityksen määrittämät kriteerit. Loppuasiakas saa juuri oikean kokoisen kengän, sillä mitoitus tapahtuu ottamalla puhelimella kuva jalasta valkoisen paperin päällä. Ruotsalaisen Volumentalin kehittämä sovellus saa tämän perusteella laskettua riittävästi tietoja oikean muodon luomiseksi.

Zellerfeld kertoo valinneensa valmistusmenetelmäksi pursotuksen, sillä tekniikka soveltuu sisäisten kennorakenteiden valmistamiseen muita menetelmiä paremmin. Materiaalina on yrityksen itse kehittämä, vaahdotettava TPU. Tulostusmateriaalissa on mukana ainetta, joka reagoi tulostustilanteessa lämpöön tuottaen materiaalin sisään ilmakuplia. Vaahdotettavia, joustavia 3D-tulostusmateriaaleja on ollut tarjolla jo muutaman vuoden ajan, tunnetuin niistä lienee Colorfabbin varioShore TPU. Pursotusmenetelmä on myös jälkikäsittelytoimiltaan suoraviivaisempaa (TPU+vesiliukoinen PVA) ja ympäristöystävällisempää (kenkien TPU-materiaali voidaan kierrättää) kuin valokovetus tai jauhepetitekniikka.

Zellerfeldillä on tällä hetkellä 200 tulostinta jotka ovat toiminnassa kellon ympäri valmistaen noin 100 paria kenkiä päivässä (24-48 tuntia per pari). Tulostimet ovat yrityksen itse rakentamia ja yritys myös käyttää itse rakentamaansa siivutusohjelmaa. Syy tähän on se, että yrityksen aloittaessa markkinoilla ei ollut käyttötarkoitukseen soveltua työkaluvaihtopäillä olevia tulostimia tarjolla. Yrityksen tulostimissa käytetään kahta eri tulostuspäätä TPU:n tulostamiseen ja yhtä tukirakenteella. Toista TPU suutinta käytetään hienompaan detaljiin ja toista sisärakenteiden nopeampaan tulostamiseen.

Jos aihepiiri kiinnostaa, kannattaa katsoa CNC Kitchenin haastattelu ja vierailu yrityksen tehtaalle osoitteesta: https://www.youtube.com/watch?v=4id0-vvu-u0

Tyypillisesti lopputuotteet eivät kuitenkaan ole ”kerralla valmiita osia” kuten edellä mainitut kengät, vaan osa suurempaa kokoonpanoa. Seuraavissa kuvissa on muutamia esimerkkejä valmistavasta teollisuudesta. Kuvassa vasemmalla on nikkeliseoksesta valmistettu turbon kotelo jonka tulostusaika oli 78 tuntia. Kuvassa keskellä on alumiinista valmistettu, 32 kiloa painava ja 600x600x710 mm kokoinen sekavirtauskanava. Kuvassa oikealla puolestaan Saabin valmistama vedenalaisen dronen pyrstö. Yhteistä kaikille kuvan osille suuren koon lisäksi on se, että valmistusmenetelmänä oli jauhepetitekniikka.

Seuraavassa kuvassa on kaksi esimerkkiä osista, jotka on valmistettu suuren kokoluokan robottitulostusjärjestelmillä granulaatista. Kuvassa vasemmalla on Caracolin laitteilla valmistettu laivan imuritilä, jossa materiaalina oli lasikuituvahvisteinen ASB-muovi. Kuvassa oikealla puolestaan CEADin laitteilla lasikuituvahvistetusta PETG:stä valmistettu osa.

Työkalut (8,4%) puolestaan sisältää nimensä mukaisesti työkalujen valmistuksen. Näitä ovat jigit ja kiinnittimet osavalmistukseen ja kokoonpanoon, poraus/leikkausohjurit, kokoonpanon tarkastus ja sovitustyökalut, sekä valumuotit ja niihin liittyvät osat.

Näistä valumuotteihin liittyvät tulosteet kattavat noin puolet luvusta. Tämänkin luvun osalta on hyvä huomioida, että nykyisin monilla teknologia-alan yrityksillä on omia tulostimia käytössä, joita käytetään usein tuotannon työkalujen valmistukseen. Suomessa tämä käyttökohde on yksi yleisimmistä, sillä se on kustannuksiltaan edullinen ja nopea, melko riskitön tapa aloittaa 3D-tulostuksen hyödyntäminen omassa tuotannossa.

Suuren kokoluokan tulostus näkyy tämänkin puolen käyttökohteissa – metallitulosteiden osalta usein lankasyöttöisenä suorakerrostuksena ja muovin puolella puolestaan granulaatteja käyttävänä pursotustekniikkana. Ylivoimaisesti yleisin käyttökohde työkalupuolella suurille tulosteille ovat valuprosesseihin liittyvät osat ja muotit, mutta myös muista käyttökohteista löytyy esimerkkejä.

Seuraavassa kuvassa näkyy BMW:n tehtaalla käytössä olevat robottitarttujat. Vasemmanpuoleisessa kuvassa näkyy alumiinista lankasyöttöisellä suorakerrostuksella valmistettu tarttujan runko. Oikealla puolestaan pursotustekniikalla lasikuituvahvistetusta muovikomposiitista valmistettu tarttujan runko.

Pienemmistä tulosteista puhuttaessa yleisimpiä tällä puolella lienevät erilaiset jigit ja kiinnikkeet, joita valmistetaan runsaasti kuluttajatason tulostimillakin. Pienen kokoluokan kokoonpano- ja hitsauskiinnikkeiden valmistuksessa suuri osa kustannuksista muodostuu tyypillisesti suunnittelusta, mutta tämän osalta on tapahtumassa muutos.

Markkinoille on tullut viime vuosina useita tekoälyä hyödyntäviä sovelluksia jotka mahdollistavat käyttökohteeseen soveltuvien kiinnikkeiden valmistamisen ilman sen syvällisempää teknistä koulutusta jopa minuuteissa. Pilvipalvelupohjaiset järjestelmät mahdollistavat tehtyjen mallien hyödyntämisen laajasti organisaatioiden eri toimipisteillä, mikä vähentää päällekkäistä työn tekemistä.

Tämän hetken tunnetuin ohjelmisto kiinnikkeiden puoliautomaattiseen suunnitteluun lienee Trincklen valmistama Fixturemate, jota käyttävät lukuisat suuryritykset.

Kosmeettiset mallit (4%) sisältävät kosmeettiset ulkonäkö- ja esittelymallit sekä visuaaliset apuvälineet. Näitä ovat esimerkiksi tuotekehityksen vaiheissa käytettävät näköismallit mutta myös mm. terveysalan leikkaussuunnittelussa käytettävät anatomiset mallit.

Seuraavissa kuvassa muutamia esimerkkejä näköismalleista Stratasysin messuosastolta Formnext 2024 -messuilla.

Koulutus ja tutkimus (0,5%) on puolestaan edustettuna hämmentävän pienellä osuudella. Tätä voisi selittää se, että valtaosalla tutkimus- ja oppilaitoksista on nykyisin käytössä omat laitteensa, joten palveluntarjoajien kautta hankittavat koulutus- ja tutkimuskäyttöön valmistettavat osat ovat vähentyneet merkittävästi aiempiin vuosiin verrattuna. Suomestakaan ei taida enää löytyä yliopistoja tai ammattikorkeakouluja, joilla ei olisi lukuisia 3D-tulostimia käytössään. Toisaalta myös monet koulutuksen ja tutkimuksen käyttökohteista osuvat prototyyppien kategoriaan mikä vaikuttanee kyselyn tuloksiin.

---

Kirjoittaja:

Antti Alonen
TKI-asiantuntija
Savonia-ammattikorkeakoulu

---

Tämä artikkeli on toteutettu 3D-tulostuksen yhteishankkeessa (3DTY). Hankkeen verkkosivut löytyvät osoitteesta: www.3dty.fi

Hanke rahoitetaan Uudistuva ja osaava Suomi 2021–2027 (EAKR) rahoitusohjelman valtakunnallisesta innovaatio- ja osaamisverkostot teemasta, jonka hallinnoiva viranomainen on Etelä-Savon ELY-keskus.