Denna utveckling utmanar våra gamla idéer om hur vi bygger, designar och producerar saker. Arkitekter, ingenjörer, designers och forskare upptäcker alla att additiv tillverkning, eller 3D-printning i dagligt tal, öppnar upp nya möjligheter inom form, funktion och hållbarhet.

Så, betyder det att det är ett verktyg för alla?

– Ja och nej. Men jag skulle säga att många sektorer, från små företag till stora multinationella företag, verkligen skulle kunna dra nytta av att utforska dess potential. Och ärligt talat, om du redan har en industrirobot, är det inte så svårt att omvandla den till en 3D-printer, säger Marie-Louise Bergholt, verksamhetsledare för Applikationscenter för additiv tillverkning (AM-center) hos RISE.

Vad robotstyrd 3D-printning kan göra

Robotstyrd 3D-printning bygger på programmerbara robotarmar som noggrant placerar strängar av material – såsom betong, polymerer, kompositer eller till och med organiska ämnen – i specifika mönster. Till skillnad från traditionella "subtraktiva" tillverkningsmetoder bygger additiv tillverkning lager på lager och använder endast den mängd material som krävs. Resultatet? Former, design och strukturer som tidigare var omöjliga eller extremt dyra att skapa.

Denna flexibilitet är mer än en teknisk fördel – den banar väg för nya sätt att tänka. Tekniken möjliggör en helt annan typ av produktion av flera meter stora strukturer, såsom båtar, byggnader, broar eller möbler. Dessutom öppnar den upp för ökad cirkularitet. 

– Vi slänger enorma mängder möbler idag. Möbler skeppas över hela världen, används bara i några år och kastas sedan bort. Med 3D-printning kan möbler tillverkas på beställning, vilket minskar energiförbrukningen i lagerhantering och behovet av att rea ut osålda varor – något som annars kan driva på överkonsumtion. Dessutom gör tekniken det möjligt att skicka en digital fil till en lokal leverantör, vilket ersätter långväga transporter och möjliggör produktion närmare kunden, berättar Johanna Vesterberg, grundare av Normada Open Source Furniture.

Den första produkten Normada skapade med hjälp av robotstyrd 3D-printning var en återvinningsbar soffa, som fick namnet The Nest (bild 2 i bildspelet nedan). Soffan tillverkades av biokomposit gjord av olja och cellulosa från nordiska tallar, och utvecklades tillsammans med AM-center hos RISE. Johannas ambition var att den i mångt och mycket skulle se ut som den handgjorda modellen i trä.

– Vi visste att den skulle sticka ut. Vi ville utmana branschen och visa att det går att 3D-printa möbler i skandinavisk design, utan att de ser så där futuristiska ut som 3D-printade möbler ofta gör annars.

Nya och framtida möjligheter

Sedan Johanna Vesterberg designade The Nest har tekniken utvecklats betydligt, och Normada har, tillsammans med ett växande antal företag från olika branscher, fortsatt att utforska möjligheterna med robotprintning hos RISE.

Under tiden har AM-center integrerat avancerad programvara, förfinat både metoder och material samt utvecklat en sammanhängande process för printning och efterbearbetning. RISE har även nyligen öppnat en ny test- och demonstrationsanläggning som är helt inriktad på 3D-printning med betong.

– Eftersom vi inom RISE redan hade stor erfarenhet av robotprintning för polymerer och kompositer, samt tillgång till avancerade verktygsbanor och automatiserad kvalitetssäkring, har testbädden för betongprintning kunnat sättas upp snabbt och effektivt. Det faktum att vi nu kan skriva ut större strukturer med fler materialtyper öppnar upp för helt nya funktionella och hållbara bygglösningar, berättar Ojas Arun Chaudhari, projektledare inom materialdesign på RISE.

– Till skillnad från polymerbaserad printning har dock betongprintning större utmaningar inom bland annat reologi, hydratiseringskinetik och tidsberoende beteende, vilket kräver processkontroll i realtid. Eftersom betong inte kan smältas om, som termoplaster, påverkar härdningstiden både skiktbindning och byggbarhet, fortsätter han.

Ett av de företag som snabbt tog chansen att prova betongprintning var den svenska producenten av betong- och naturstensprodukter, Benders.

–  Vi ser stor potential i 3D-printning. Eftersom det finns ett antal komplicerade produkter inom rör och brunnar, undersöker vi hur denna teknik kan hjälpa till att lösa dessa utmaningar. Benders tillverkar också en rad andra produkter, såsom takpannor, marksten, plattor och prefabricerade element. Vi kommer utvärdera det nuvarande projektet för att avgöra om tekniken kan vara applicerbar inom något av dessa områden, säger Kjell Ryberg, teknisk chef på Benders, och fortsätter:

–  3D-printning är en viktig del av vår utveckling, men det är också viktigt att titta på den betong som används, med hänsyn till produkternas framtida exponering.

Woodrow Wiest, forskningsingenjör vid AM-center hos RISE, håller med Kjell Ryberg. Materialegenskaper spelar en avgörande roll för hur effektiv storskalig additiv tillverkning är.

–  Robotbaserad additiv tillverkning är verkligen imponerande, särskilt med tanke på att tekniken fortfarande är i ett tidigt utvecklingsskede. Vår forskning bidrar till att driva denna utveckling framåt genom att fokusera på samspelet mellan robotik, processplanering, materialegenskaper och hållbarhet, samtidigt som vi håller ett vakande öga på marknaden. Inom en snar framtid, och i takt med att tekniken mognar, tror jag att vi kan förvänta oss att se robotar användas för printning inom allt fler industrier, säger han.

Ett nytt sätt att tänka

Även om robotstyrd 3D-printning fortfarande kan kännas som ett nytt och oprövat område, är det en teknologi som rymmer stor potential. För alla som arbetar inom bygg, design, arkitektur, tillverkning eller konst, erbjuder tekniken en chans att utforska och testa gränserna för vad som är möjligt. Genom att utmana traditionella tillverkningsprocesser går det att skapa både lättare, starkare och mer komplexa former med mindre materialspill och lägre miljöpåverkan.

På RISE har vi bred expertis inom allt från materialutveckling och hållbar produktion till samhällsbyggnad och bioekonomi. Genom att samarbeta med företag och organisationer från olika sektorer har vi möjligheten att utveckla robotstyrd 3D-printning ytterligare, och hitta nya tillämpningsområden.

Essitys varumärken, som är kända genom kampanjen ”For everybody and every body”, tar hand om hygien och hälsa för en miljard människor i 150 länder under varumärken som Tork, Libresse och Libero. Tork, en av världens ledande aktörer inom professionell hygien, har nu certifierats för utvecklingsprocessen av varumärkets dispensrar.

– Vi vill visa att inkluderande hygien ligger i DNA:t för varumärket Tork. Vi har åtagit oss att göra offentlig hygien tillgänglig för majoriteten av användarna genom att arbeta för att eliminera synliga och osynliga hinder för hygien och nu kan vi kommunicera ytterligare ett bevis på vad vi menar med det, säger Saosann Eriksson, Technical Innovation Manager på Tork.

Varje år installeras cirka 6,5 miljoner dispensrar för pappersprodukter och tvål från Tork i restauranger, produktionsanläggningar, vårdinrättningar och företag runt om i världen. 

Principer för universell utformning tillämpas i utvecklingsprocessen

Genom att tillämpa principerna för universell utformning i utvecklingsprocessen, går det att eliminera hinder till hygien för människor med olika åkommor, förmågor, neurodiversitet, allmän oro för hygien och som är i olika skeden av livet. Bland användarna finns de som till exempel tvättar och torkar händerna med pappershanddukar, men också de som fyller på dispensrar med pappershanddukar, toalettpapper, servetter och tvål.

– Att utforma bättre produkter för alla användare, inklusive städ- och underhållspersonal, är en grundläggande filosofi som alltid har varit vägledande för vårt sätt att arbeta. Vår ambition är att utforma produkter för majoriteten av användarna. När företag tillhandahåller allmänna toaletter som är utformade för att tillgodose mångas behov, förbättrar det inte bara deras rykte utan också deras övergripande verksamhet, säger Kristian Grennfelt, Global Brand Innovation Director på Tork, och tillägger:

– Faktum är att nästan 90 procent av alla människor säger att det är viktigt för dem att ha enkel tillgång till hygien i offentliga miljöer, särskilt på toaletter.* Det är tydligt att inkluderande hygien på offentliga toaletter är bra för både människor och företag.

Universell utformning skapar bredare inkludering

Tork har valt att använda den europeiska standarden EN 17161 som vägledning för sin produktutveckling av dispensrar. Standarden för universell utformning, eller ”Design for all” på engelska, syftar till att bredda användarkretsen för att säkerställa att så många som möjligt kan använda den färdiga produkten. I december 2024 fick Tork som första varumärke i världen sin utvecklingsprocess av dispensrar certifierad av RISE för att möta universell utformning. Det innebär ett kvitto på att Tork uppfyller standardens krav.

– Universell utformning, som standarden handlar om, kräver att man har som mål att utveckla användarperspektivet och hela tiden utöka mängden användargrupper som man tar hänsyn till och utvärderar i designprocessen, berättar RISE-revisorn Lena Jönsson som har genomfört granskningsrevisionen av Tork.

Vill identifiera fler hinder

Sedan flera år tillbaka har produkter från Tork testats av personer med nedsatt handstyrka. Detta har genererat lärdomar och kunskaper som har visat sig vara viktiga för produktutvecklingen. Man tittar på många faktorer, från hygienfrågor till en individs förändrade förmåga, för att förbättra designprocessen och modifiera befintliga lösningar – eller skapa nya lösningar som är mer inkluderande för alla.

– Den största utmaningen är att det antagligen finns behov som vi inte känner till ännu. De senaste 15 åren har varit en resa för oss, där vi har lärt oss mer om vilka olika typer av utmaningar eller hinder som människor kan möta när de använder offentliga toaletter, säger Kristian Grennfelt. 

– Det kan vara en person som har nedsatt immunförsvar efter cancerbehandling och undviker offentliga toaletter på grund av infektionsrisken, eller en äldre person som på grund av nedsatt syn inte kan hitta en pappersdispenser om den har samma färg som väggen bakom, tillägger Saosann Eriksson.

Förfrågan resulterade i ny tjänst

När teamet från Essity hörde av sig till RISE med frågan om att certifiera deras ledningssystem för universell utformning, tog RISE fram en ny tjänst för att kunna möta förfrågan. Tjänsten ”Certifiering av ledningssystem för Universell utformning SS-EN 17161” ackrediterades sedan av Swedac, och RISE blev då först i världen att erbjuda en ackrediterad certifiering för standarden i fråga.

– Att genomgå en certifieringsprocess var krävande, men vi är fast beslutna att leverera hygien för alla och vet att våra kunders verksamheter kan dra nytta av bättre hygienlösningar. Detsamma gäller RISE, som vi tidigt insåg tar tillgänglighetsfrågan på lika stort allvar som Tork och Essity, säger Saosann Eriksson.

Saosann Eriksson och Kristian Grennfelt hoppas nu att andra varumärken och branscher ska gå i deras fotspår. 

– Ju fler vi är som arbetar efter den här standarden, desto fler bidrar till att människor inte stängs ute från samhället på olika sätt. Många företag står förvisso för principen att designa för alla, men gör inte den här typen av åtagande. Där hoppas vi kunna inspirera. Sedan är vi övertygade om att det här arbetet gör våra produkter bättre, konstaterar Kristian Grennfelt. 

*Källa: Tork Insight Survey 2024, genomförd i USA, Storbritannien, Tyskland, Frankrike och Mexiko bland 6000 slutanvändare och 900 företag

Det finns olika parametrar som konsumenter tar hänsyn till när kundvagnen ska fyllas. Priset är förstås en sådan. För andra är det viktigare att varorna kommer från Sverige. Någon är noga med att välja livsmedel med hållbarhetsmärkning, en annan letar nyckelhål. Vissa parametrar finns dock alltid med i bilden – smaken och konsistensen.  

– För att människor ska göra en livsstilsförändring måste den förändringen smaka gott, det är så vi fungerar. Många nya livsmedel som kommer fram är svåretablerade. Folk testar kanske produkten en gång, men om inte smaken är tillräckligt god så är risken stor att man inte köper den igen, säger Lina Svanberg, enhetschef på RISE.  

Det finns idag många tekniker för att utveckla nya livsmedel. Det handlar till exempel om att odla fram proteiner från svampar och jäst i en kontrollerad miljö, som på RISE:s livsmedelsklassade teknikinfrastruktur för bioteknik i Örnsköldsvik. Eller att utveckla växtbaserade livsmedel som kan komplettera eller helt ersätta animaliska produkter. Den stora utmaningen är att framställa livsmedel som konsumenterna faktiskt väljer, inte bara en gång utan regelbundet. Här spelar produktdesign en viktig roll.  

Svaret finns i detaljerna 

I RISE livsmedelsgodkända anläggning i Göteborg jobbar närmare 30 forskare och ingenjörer med design av livsmedel. Fokus ligger på smak, textur och näringsinnehåll. Mycket kretsar kring att förstå hur man utvinner funktionella ingredienser ur en viss råvara och i vilken typ av livsmedel den ingrediensen passar bäst.  

– Vi hjälper företag att utveckla produkter som inte finns på marknaden i dag, men också att optimera och förbättra kvaliteten på existerande sortiment. Utöver att vi kan utvinna ingredienser i kiloskala och skapa produkter genom exempelvis extrudering, bakning och emulgering, har vi väldigt avancerad analysutrustning, säger Lina Svanberg och fortsätter:  

– Vi jobbar bland annat med mikroskopi där vi kan studera vad som händer i produkten på hög detaljnivå, ofta kombinerat med mätningar av textur och flödesegenskaper samt aromanalys där till exempel bismaker detekteras. Det hjälper kunden att svara på varför en produkt inte smakar bra eller tappar konsistensen under lagring exempelvis.  

Smakpanel testar nya livsmedel 

För att ytterligare optimera produktens kvalitet är det viktigt att kunna smaka på den, enligt Lina Svanberg.  

– Det finns inget analysinstrument som kan ersätta människans egna smaksinnen. Därför är det en styrka att vi kan tillverka olika produkter under livsmedelsgodkända förhållanden så att det faktiskt går att smaka på proverna, säger hon. 

På livsmedelsanläggningen har en tränad sensorisk panel bestående av 16 personer med vassa smaksinnen och förmåga att beskriva smak och konsistens på ett sätt som kan användas vidare inom produktutvecklingen. 

Därtill utförs konsumenttester för att bättre förstå konsumentens tankar, uppfattning av en produkt och hur individuella skillnader påverkar smakupplevelsen. För att få rätt smak, konsistens och utseende på en produkt är det viktigt att förstå vad konsumenten förväntar sig och önskar från produkten redan tidigt i produktutvecklingsprocessen. 

Hybriderna kommer tillbaka 

När Lina Svanberg gör en framtidsspaning inom fältet nya livsmedel pekar hon på att förfrågningar kopplat till utveckling av hybridprodukter (produkter där delar av den animaliska råvaran är ersatt av exempelvis en växtbaserad ingrediens) ökar. 

– Kanske beror detta på att det är svårt att göra ett helt växt- eller svampbaserat alternativ som slår igenom stort. Man vill göra något, för det är bättre än att göra ingenting och då kan hybridprodukter vara ett steg på den vägen, säger hon.  

Även den här typen av nya livsmedel kan produktdesignteamet på RISE hjälpa till att utveckla och förfina. Hur interagerar de olika ingredienserna med varandra, vilken effekt har tillverkningsprocessen och hur påverkar det smak och konsistens på slutprodukten?  

– Det är ett superspännande område, och där ser jag att vi kan hjälpa våra kunder genom hela produktutvecklingsprocessen, säger Lina Svanberg.