Jukka Tuomi oli 3d-osaamisen edelläkävijä

Tutkimusjohtaja Jukka Tuomi kuoli 11. huhtikuuta 2019 nopeasti edenneen sairauden murtamana. Hän oli yksi maailman johtavista 3d-tulostamisen asiantuntijoista. Julkaisemme hänen muistokseen haastattelun, joka ilmestyi Arjen valintoja -palstalla Aalto University Magazinen numerossa 20. Palstalla asiantuntija kertoo tutkimusalaansa liittyvistä henkilökohtaisista valinnoista.
Tutkimusjohtaja Jukka Tuomi. Kuva: Jaakko Kahilaniemi.

Mullistaako 3d-tulostaminen maailman?

Tuotantotekniikka on tyypillisesti perustunut materiaaleja poistaviin menetelmiin – kuten sorvaus, jyrsintä ja hionta – sekä materiaaleja muovaaviin menetelmiin, kuten valu. Ensin mainittuja alettiin kehittää kivikaudella, 40 000 vuotta sitten. Materiaalia muovaavat menetelmät keksittiin kuparikaudella, noin 7000 vuotta sitten. Nyt, hiukan alle 30 vuotta sitten, on alettu kehittää materiaalia lisääviä menetelmiä. Joten olemme todistamassa suurta muutosta tavarantuotantoon liittyen. Tämä ei hävitä vanhoja menetelmiä, vaan täydentää niitä. Mutta haasteena on mukautua muutokseen.

Olet historian ensimmäinen suomalainen, jonka kasvot on tulostettu 3d:nä. Mitä varten se tehtiin?

Kyse oli lääketieteellisestä tarpeesta. Toimin mallina vuonna 2013, kun Suomessa valmistauduttiin ensimmäisen kasvojensiirtoleikkauksen toteuttamiseen. Kasvoistani otettiin valokuvia eri sektoreista, ja niistä rekonstruoitiin 3d-malli, joka tulostettiin kipsikomposiitista muutamassa tunnissa.

3d-tulostamista kutsutaan myös pikavalmistamiseksi, mutta aika hitaalta tuo kuulostaa.

Tahti riippuu tulostimen laadusta ja siitä, montako kappaletta tehdään yhtä aikaa. Kun valmistus tapahtuu kerros kerrokselta, materiaalia lisätään noin sentti tunnissa. Se on toki hidasta, jos verrataan perinteisiin massatuotannon menetelmiin.

Onko kotonasi 3d-tulostin?

Ei ole, enkä ole edes harkinnut sen hankkimista. Joidenkin mielestä 3d-tulostimet olisivat hyödyllisiä kotioloissa. Niillä voisi tehdä varaosia ja muita tarve-esineitä. Itse kuulun koulukuntaan, joka ei usko tähän. Lisäksi kotikäyttöön tarkoitetut, alle 5 000 euron desktop-tulostimet ovat usein laaduntuottokyvyltään heikkoja.

Se, että voi itse tulostaa jonkin kikkareen, voi olla kiva harrastus. Ja mutkatonkin, kun ei tarvitse miettiä työvälineitä ja -menetelmiä, kuten poraamista tai sorvaamista. 3d-tulostimelle vain syötetään sähköinen mallitiedosto, ja se tulostaa enemmän tai vähemmän samannäköisen kappaleen.

Tällainen harrastus on opettavaista, luo elämyksiä ja yhdistää virtuaalimaailman fyysiseen maailmaan. Eikä haittapuolia ole, ellei ajatella sitä, että käytetään mahdollisesti uusiutumattomia luonnonvaroja tekemällä kappaleita, joilla ei ehkä ole käyttöä. Itsellänikin on niitä monenlaisia työhuoneessa ja salkussa mukana. Ne ovat demoja siitä, mitä kaikkea voidaan tehdä.

Etkö ole tulostanut mitään kotikäyttöön?

Kerran harkitsin sitä vakavasti, kun keittiön monitoimikoneesta hajosi hammaspyörä. Töissä olisi ollut tulostimia, mutta päädyin mielestäni järkevimpään ratkaisuun ja poikkesin varaosaliikkeeseen. Ostin 15 euron hintaisen muovisen osan, joka löytyi hyllystä. Jos olisin tehnyt saman 3d-tulosteena, hinta olisi ollut vähintään kymmenkertainen. Eikä olisi ollut takeita kestävyydestä.

Mutta on minulla yksi tulostettu kappale käytössä. Se on golfbagissa roikkuva pyyheliinanpidike. Kyseinen klipsu on mukavasti toteutettu. Myös autossani saattaa olla 3d-tulostettuja osia.

Käytössämme voi siis tietämättämme olla teollisesti tulostettuja tuotteita. Maailman ensimmäinen 3d-tulostin myytiin vuonna 1988, ja teollisuudessa ne ovat olleet käytössä siitä lähtien.

Mikä on hölmöin 3d-turhake?

Olen nähnyt niin huonon 3d-tulostetun nokkahuilun, ettei mikään tehdas missään maailmankolkassa valmistaisi vastaavaa. Hämmästelen, kun jotkut arvovaltaiset mediatkin pohdiskelevat esimerkiksi Stradivarius-viulun tulostamista. On hullu ajatus, että tulostamalla voisi tehdä mitään sellaista. Se on ehkä hypetyksen huippu.

Entä vaarallisin käyttökohde?

Olen kuullut, että jalkineiden liukuesteitä tulostettaisiin muovista. Niitä ei pidä tehdä kotioloissa, eikä ainakaan muovista. Ja 3d-tulostettu ase voi olla erittäin vaarallinen – myös käyttäjälleen.

Nykyisin tulostellaan lähinnä muoveja. Milloin päästään käsiksi koviin materiaaleihin?

On väärinkäsitys, että tulostettaisiin vain muoveja. Kotioloissa niin toki tehdään, mutta teollisuudessa metallit ovat merkittäviä materiaaleja. Esimerkiksi lentokoneiden komponentteja valmistetaan 3d-tulostamalla, ja titaanista tehdään lääkinnällisiä laitteita. Mutta ei tämä vanhoja valmistusmenetelmiä korvaa, vaan täydentää niitä.

Pian pystymme kai tulostamaan ruokaakin?

Meillä on meneillään tästä aiheesta tutkimusprojekti, jonka ’pihvi’ on se, että voidaan räätälöidä tarkasti ravintosisältöjä ja -arvoja. Esimerkiksi erikoisruokavaliota noudattaville henkilöille voisi olla automaatteja, joista saisi räätälöityjä annoksia.

Mikä on parasta, mitä menetelmällä voi tehdä?

Lääketieteen alalla olemme kyenneet auttamaan lääkäreitä hoitotyössä. Teimme esimerkiksi lastensairaalalle selkärangan malleja vaikean skolioositapauksen hoitosuunnittelua varten. Myös Suomen ensimmäinen potilaalle asetettu titaani-implantti suunniteltiin Aallon tutkimusryhmässä. Se oli silmänpohjaimplantti, joka tehtiin diplomityönä.

Ylipäätään olemme pystyneet kehittämään hoitoprosesseja yhteistyössä lääkäreiden kanssa, mutta autamme myös yrityksiä tekemään entistä parempia ja kilpailukykyisempiä tuotteita.

Jukka Tuomi 3d-tulostamisen laboratoriossa. Kuva: Jaakko Kahilaniemi.
Jukka Tuomi 3d-tulostustyöpajassa. Kuva: Jaakko Kahilaniemi.

Jukka Tuomi (16.1.1963–11.4.2019) työskenteli 3d-tulostamisen tutkimusjohtajana Insinööritieteiden korkeakoulussa. Hän oli valmistunut diplomi-insinööriksi Teknillisestä korkeakoulusta ja väitteli tekniikan tohtoriksi Aalto-yliopistossa vuonna 2018. Väitöskirja käsittelee 3d-tulostamisen lääketieteellisiä sovelluksia. 

Tuomi oli yksi alan johtavista asiantuntijoista. Hän oli perehtynyt cad-tekniikkaan ja 3d-mallintamiseen jo opiskeluaikana 1980-luvulla ja syventänyt osaamistaan muun muassa Fraunhoferin tutkimuslaitoksessa Saksassa. Hänen erityinen kiinnostuksensa kohdistui 3d-sovellusten hyödyntämiseen teollisuudessa ja lääketieteessä.

Tuomi oli myös aktiivinen järjestövaikuttaja sekä Suomessa että kansainvälisesti. Hän oli Finnish Rapid Prototyping Association -järjestön perustajajäsen ja toimi sen puheenjohtajana yli 20 vuoden ajan.

Teksti: Paula Haikarainen. 

Artikkeli on alun perin julkaistu Aalto University Magazinen numerossa 20, lokakuussa 2017.

  • Julkaistu:
  • Päivitetty:
Jaa
URL kopioitu

Lisää tästä aiheesta

Kuva osoittaa, miten valmistetaan biosynteettistä hämähäkinseittiä suurjännitteen avulla
Aalto Magazine, Tutkimus ja taide Julkaistu:

Hämähäkkisilkki syntyy, kun mikrobeihin lisätään hämähäkin DNA:ta

Hämähäkki on opettanut tutkijoita tuottamaan synteettistä biomateriaalia, josta voi tulevaisuudessa valmistaa hyvin monenlaisia tuotteita vaatteista autonosiin.
Mika Jalava – The water we eat
Aalto Magazine, Tutkimus ja taide Julkaistu:

Vesi, jonka syömme

Peräti 70 prosenttia elämälle arvokkaasta makeasta vedestä kuluu ruuantuotantoon. Ruokavalioihin tarvitaan muutoksia, jotta maapallon vesi riittää sen vauhdilla kasvavalle väestölle.
Olli Ikkala
Aalto Magazine, Tutkimus ja taide Julkaistu:

Luonnosta oppija

Akatemiaprofessori Olli Ikkala kirii laboratoriossaan kiinni evoluution etumatkaa materiaalien valmistamisessa. Energiapihille yhteiskunnalle urakan tulokset voivat olla ratkaisevia.
Gerfried Stocker. Photo: Pinja Väljä
Aalto Magazine Julkaistu:

Muutoksentekoon tarvitaan luovuutta

Gerfried Stocker luotsaa maailman johtavaa taide- ja teknologiajärjestö Ars Electronicaa Itävallan Linzissä. Hänet vihittiin Aalto-yliopiston taiteen kunniatohtoriksi kesäkuun 13. päivän promootiojuhlassa.