Päättyneet projektit ja hankkeet

#savoniaAMK

Hankkeen tiedot
Nimi	3D-tulostuksella ja pintakäsittelyillä räätälöityjä ratkaisuja terveydenhuollon ja lääketieteen tarpeisiin
Aloituspäivä	1.4.2019
Lopetuspäivä	30.6.2021
www-sivut	-
Tila	Päättynyt
Yhteyshenkilö	Mika Mäkinen
Kuvaus	Hankkeen keskeinen tavoite on kehittää 3D-tulostusvalmistukseen liittyviä ratkaisuja, jotka osaltaan ovat hyvin kestävän kehityksen mukaisia. 3D-tulostus on valmistusmenetelmänä varsin materiaali- ja energiatehokas, koska osavalmistuksen materiaalihukka on hyvin vähäinen ja kappaleita voidaan valmistaa joustavasti vain todelliseen tarpeeseen. Tämä mahdollistaa sen, että hankkeessa voidaan hyödyntää myös pitkälle kehitettyjä materiaaliratkaisuja (esim. erikoiskomposiitit), joissa kalliita aineita kuluu vain vähän ja myös syntyvien jätteiden määrä on vähäinen. Muita 3D-valmistustekniikoiden positiivisia ympäristövaikutuksia ovat vähäisempi osien varastoinnin tarve sekä mahdollisuus valmistaa osat paikallisesti, jolloin niiden kuljetustarve on vähäisempi. Rakenteet ovat kevyempiä, hukkaa on vähemmän ja raaka-aineita sekä energiaa kuluu vähemmän, joten valmistus osaltaan tukee vähähiilisyyttä. Tämän hankkeen hyödyt eivät kuitenkaan rajoitu pelkästään 3D-valmistustekniikoiden yleisiin etuihin vaan tavoitteena on kehittää ratkaisuja, jotka parantavat merkittävästi terveydenhuollossa ja lääketieteessä käytettävien komponenttien toiminnallisuutta, käytettävyyttä ja kustannustehokkuutta. 3D-tulostuksen sovelluskohteet terveydenhuollon ja lääketieteen sovelluksissa ovat jatkuvasti lisääntymässä eivätkä kehityksen rajat ole vielä näköpiirissä, joten hankkeen tavoitteena on myös kehittää ja demonstroida kokonaan uusia ratkaisukonsepteja eri toimijoille. Hankkeessa tehtävien pilotointien pohjalta yritykset pystyvät tuomaan markkinoille perinteisillä valmistustekniikoilla valmistettujen tuotteiden tilalle 3D-tulostettuja tuotteita, jotka edistävät vähähiilisyyttä ja joiden valmistus säästää energiaa. Hankkeen myötä tutkimusorganisaatioiden hankkeisiin tulee merkittävästi mukaan uusia yrityksiä sekä alueeltamme että muualta Suomesta. Hanke kokoaa yhteen eri toimijat kehittämään ratkaisuja alueellisiin vahvuuksiin perustuville aloille (terveys & ympäristö), mikä ilman tällaista panostusta ei olisi mahdollista. Muutoin kehittämistyö jää helposti hajanaiseksi, eikä yhteistyötä tehdä laajemmin.
Kehittämistarve	3D-tulostusvalmistuksen ja tässä fokusoidun kehittämisen tarve ja kysyntä on tullut esille kattavissa TKI:hin liittyvissä esiselvityksissämme sekä yritysten että tutkimuslaitosten taholta. Selvitysten perusteella on havaittu 3D tulostettujen kappaleiden puutteellisen pinnanlaadun rajoittavan alan kehitystä ja tunnistettu erilaisten pintakäsittelyiden potentiaali tuottaa räätälöityjä ratkaisuja terveydenhuollon sekä lääketieteen tarpeisiin. 3D-tulostuksen merkittävimmät edut perinteisiin valmistusmenetelmiin verrattuna ovat tekniikan tehokkuus ja joustavuus -tuotantomäärät tai sarjakoot voivat olla hyvinkin pieniä ja mallit ja piirustukset ovat digitaalisessa muodossa. Terveydenhuollon ja lääketieteen sovelluksissa monista tuotteista saadaan kaikkein suurin hyöty potilaskohtaisesti räätälöitynä, joten 3D-tulostusta onkin hyödynnetty alalla valmistusmenetelmän kehityksen alkuajoista lähtien. 3D tulostustekniikoiden voimakkaasta kehittymisestä huolimatta monetkaan tulostusmenetelmät eivät vielä kykene tuottamaan riittävän hyvää pinnanlaatua, ainakaan tulostusnopeuden merkittävästi kärsimättä, joten moni 3D tulostettu kappale tarvitsee pinnalleen materiaalia poistavan ja/tai lisäävän jälkikäsittelyn. Kappaleen pinta määrittelee usein sen toiminnallisuuden ja käytettävyyden sisärakennetta enemmän, joten pintakäsittelyillä voidaan parantaa huomattavasti 3D-tulostettujen kappaleiden toiminnallisuutta tai jopa muuntaa niiden pintaominaisuudet kokonaan erilaisiksi (esim. kudoshyljintä, huokoisuus, aktiivinen pinta-ala). Yhdistämällä 3D-tulostusta ja perinteisiä pinnoitustekniikoita voidaankin valmistaa erittäin laaja valikoima erilaisia sisärakenteeltaan ja pintaominaisuuksiltaan räätälöityjä ratkaisuja.
Toimenpiteet	Aktivoimalla hankkeeseen mukaan alueen pk- ja mikroyrityksiä juurrutetaan toiminta laajasti paikalliseen TKIO- ja yritystoimintaan. Toiminnan jatkuvuuteen kiinnitetään lisäksi huomiota pitkin hankkeen toimintaa ja toimintaympäristöä rakennettaessa sekä sitä täydennettäessä. Hankkeessa saatu tietous ja osaaminen otetaan lisäksi käyttöön Itä-Suomen yliopiston ja Savonian koulutuksessa ja tutkimuksessa sekä yritysyhteistyössä. Hankkeessa kehitettyä toimintaa voidaan jatkossa tarjota yrityksille myös TKI-palveluna.
Tulokset	Konkreettisia hankkeen lopputuloksia ovat uudet ratkaisukonseptit tai merkittävät parannukset (toiminnallisuus, käytettävyys, kustannustehokkuus) terveydenhuollon ja lääketieteen tarpeisiin, esim. anatomiset fantomit ja mallit, hammastekniset laitteet ja tarvikkeet, leikkaussalin apuvälineet, tukirakenteet, kipsit ja lastat, anturirakenteet ja näytekeräimet. Yleisemmällä tasolla hanke tuottaa ja hyödyntää alan uusinta tietoa sekä osaamista ja siirtää sitä alueen hyödyksi mm. TKIO- ja yritystoimintana. Toimijat ovat verkottuneet tehokkaasti ja löytäneet eri osapuolia hyödyttäviä uusia yhteistyökohteita. Maakunnan 3D-tulostukseen ja materiaalitekniikkaan keskittyvästä kokonaisuudesta kehittyy osaamiskeskittymä, joka pystyy osallistumaan kotimaisiin ja kansainvälisiin konsortioihin esim. tulevissa Horizon 2020-hankkeissa ja sen jälkeenkin. Hankkeessa tehtävien demonstraatioiden pohjalta laadimme toimintakonseptien kuvauksia, joita voidaan käyttää hankkeen tarjoamien mahdollisuuksien laajemmassa hyödyntämisessä. Kokonaisuutena hanke osaltaan edesauttaa pitkällä aikavälillä vähähiilisten ja kustannustehokkaiden ratkaisujen kehittämisessä yhdistämällä toimijoiden eri näkökantoja. Lyhyellä aikavälillä saavutettava osaaminen voidaan hyödyntää myös opetuksessa ja uusien alan opiskelijoiden koulutuksessa.
Kumppanit	Alustavat neuvottelut ovat käynnissä seuraavien yritysten kanssa: Planmeca Carbodeon NewIcon Myontec Delfin Rayo 3D-ToothFill Medikro PAL Mallihammas Ginolis.
Rahoittaja	EAKR Flat Rate 2014-2020