3D-mallinnuksia ja -tulostuksia

Olemme tehneet tuotteen suunnittelun kurssilla paljon 3D-mallinnus ja -tulostus panotteisia tuotteita ja olemmekin saaneet tehtäväksemme mallintaa ja tulostaa arkipäiväisiä esineitä. Huomioitavaa on ollut erityisesti tuotteiden toimivuus. Näiden tehtävien tarkoituksena on ollut tutustuttaa meitä yhä enemmän 3D-tulostuksen maailmaan. 

Yksi tehtävistämme oli mallintaa ja tulostaa korkinavaaja, jonka tulisi myös toimia. Haastavan tästä tehtävästä teki se, miten hyvin avaaja sopisi pullonkorkkiin ja saisiko siitä tarpeeksi hyvän otteen, jotta pullon saisi avattua helposti. Etenkin jälkimmäinen kriteeri tuotti minulle päänvaivaa, sillä halusin avaajastani mahdollisimman pienen ja yksinkertaisen. Suunnittelin "koukkumaisen" mallin, joka sopisi käteen etusormen ja kämmenen väliin. Tutkin googlesta pullonkorkkien kokoja ja hyödynsin niitä mallintaessani avaajaa Solidworks-ohjelmalla.

Käytin tulostuksessa PETG-muovia. Tulosteen valmistuttua yllätyin siitä, kuinka pieni avaaja olikaan, vaikka olin mitoittanut sen tarkasti pullonkorkin ja käteen sopivuuden mukaan. Vein avaajan kotiin viikonlopuksi testattavaksi ja ilokseni huomasin sen toimivan täydellisesti. Avaaja on hyvän tuntuinen kädessä ja se avasi pullon ensimmäisellä yrityksellä pienestä koostaan huolimatta.

 

Avaajan mitat ovat n. 48mm x 20mm x 12mm

 

 

Seuraava tehtävämme oli mallintaa ja tulostaa vedin. Vetimen tuli olla valmistettavissa metallivalu-menetelmällä, mutta saimme itse päättää, millaiseen oveen vetimemme kuuluisi. Itse aloin suunnitella keittiön yläkaappiin sopivaa siroa kahvaa. Tässäkin tehtävässä mitat olivat todella tärkeitä, sillä sen tuli olla sopusuhtainen kaapinoveen ja samalla käteensopiva. Halusin omaan kahvaani suorakulmaisen, mutta siron muodon. Mallinsin kahvan "jalat" kolmion muotoisiksi, mikä teki tuotteesta hieman mielenkiintoisemman. Materiaaliksi valitsin ruostumattoman teräksen.

 





Valmis 3D-malli

 

Tulostin kahvan kolmessa eri osassa ja "kasasin" sen kahvaosasta ja kahdesta tapista. Osat sopivat

mukavasti yhteen ja kahvasta tuli juuri oikeanlainen ja käteensopiva. Tuote on PETG-muovia.

 



 

Seuraava mallinnustyömme olikin vähän haastavampi, mutta saimme siihen ohjeet. Meidän tuli mallitaa Solidworks-ohjelmalla yksityiskohtaiset, realistiset kottikärryt. Tässä tehtävässä tarkoituksena oli harjoitella taas 3D-sketsaamista.

 

Valmis 3D-malli kottikärryistä

 

 

Näitä 3D-mallinnus ja -tulostustöitä on ollut todella hauskaa tehdä. On ollut hienoa huomata, miten itsenäisesti erilaiset mallinnustyöt ovat alkaneet sujua ja että 3D-tulostimen käyttö onnistuu jo ilman avustusta. 

 

Jakkara

Aloitimme jakkaraprojektimme jo alkutalvesta mallintamalla sen Rhinoceros-ohjelmalla, käytimme tähän useamman oppitunnin. Ryhmästämme jokainen teki jakkarasta samanlaisen, ainoastaan "kantta" sai muokata omanlaisekseen. Mallin valmistuttua aloitimme itse tuotteen valmistamisen tekemällä aihot koivusta, sekä teimme työstöradat jalkojen valmistusta varten Mastercam-ohjelmalla.

 Mastercam:n kanssa työskentelyä CNC-konetta varten

 Jalat CNC-työstön jälkeen

Viimeistelimme jalat käsin. Teimme tappeihin lovet kiiloja varten vannesahalla, pyöristimme ulkoreunat alajyrsimellä, sekä hioimme ne siisteiksi.

 

Pintakäsittelyä ja kiiloja vaille valmiit jalat!

Pääsimme vihdoin aloittamaan jakkaran "kannen" valmistamisen. Aihio oli jo valmiina, joten jatkoimme Mastercam:n parissa ja teimme ohjelmaa parin oppitunnin ajan.

Aihio siistimistä vailla

Sirkkelöimme aihoista vielä oikean kokoiset, käytimme ne tasohöylän läpi ja aloitimme CNC-koneella työstämisen.

Ohjelman tekemistä Mastercam-ohjelmalla

Teimme ensin työstöt istuimen pohjan viisteisiin, sekä reiät jaloille. Näiden valmituessa jatkoimme taas Mastercam:n kanssa ja teimme istuimen päällysosalle ohjelman työstämistä varten. Teimme ensimmäistä kertaa jokainen erilaiset ohjelmat, sillä päällysosat tuli suunnitella itse haluamansa muotoisiksi.

Istuin ennen yläpuolen työstämistä

Ja jälkeen

Pelkäsin, että ohjelmassani olisi joku virhe ja että työni menisi tässä työstössä pilalle, mutta se onnistuikin hyvin! Istuimen reunaan tuli hieman repetymää, mutta se siistiytyy seuraavassa työstössä. Tässä välissä siirryin hiomahuoneen puolelle ja aloin siistiä istuimen pohjaa kevyesti hiomapaperilla (karkeus 150). Näin sain siitä siistin pintakäsittelyä varten ja sain sirkkelistä aiheutuneet palojäljet poistettua. 

Mastercam-työstöjen välissä sain jalat pintakäsiteltyä. Käsittelin ne kahdella ohuella kerroksella parkettilakkaa ja hioin niistä kuivumisen jälkeen kiillon pois hyvin kevyesti.

 Jalkojen käsittelyä

Sain tehtyä myös kiilat jalkoja varten.

Kun jakkaran "kansi" oli lähes tulkoot valmis, pääsin kiinnittämään siihen jalat puuliiman ja tammesta tekemieni kiilojen avulla. Tämä vaihe vaati tarkkuutta, sillä halusin jalkojen olevan mahdollisimman suorassa toisiinsa ja istuimeen nähden, ja kiilat tuli vasaroida todella varovaisesti jakkaraan, ettei puu halkeaisi.

Jalat vihdoin kiinnitettyinä

 Sahasin tappien ylimääräiset päät käsi katkaisusahalla

Jäljellä oli enää jakkaran siistimisvaiheet. Pintakäsittelin istuimen pohjaosan samalla parkettilakalla, kuin jalatkin. Lakkasin pohjan kahdella ohuella kerroksella.

Avasimme Rhinoceros-ohjelman pitkästä aikaa ja saimme itse muokata istuimiemme muodon haluamansa näköiseksi. Itse halusin istuinosaan hieman pyöristetyt kulmat ja kohtisuorat sivut. Teimme taas uudet ohjelmat Mastercam:lla CNC-työstöä varten jokainen oman mallinsa pohjalta. 



Asetimme jakkaran jalkoineen koneeseen kiinni, asemoimme sen ja laitoimme ohjelman käyntiin. Istuimen pintarouhinnassa meni jopa puoli tuntia, mutta siitä olikin tarkoitus saada mahdollisimman siisti. Reunojen tappijyrsinnän jälkeen jakkarani olikin jo melkein valmis. Jäljellä olisi enää reunojen siistiminen ja pyöristäminen, sekä pintakäsittely. 

 Siistimistä vaille valmista!

Pyöristin ja siistin reunat käsin hiekkapaperilla (karkeus 150) ja viimeistelin pinnat käsihiomakoneella, jossa oli hienompi paperi (240). Puhalsin pinnasta kaiken pölyn pois paineilmalla ja käsittelin sen parkettilakalla. Lakan ollessa vesiohenteinen, se nosti puun syitä hieman tehden pinnasta karhean. Hioin pinnan vielä kertaalleen kevyesti paperilla (karkeus 340) ja lakkasin sen vielä kerran varmuuden vuoksi. Pinnasta tuli paljon sileämpi.

Tuote on valmis!

En olisi pari vuotta sitten uskonut, miten paljon voisinkaan tykätä puutöistä. Tämä projekti oli toki paljon muutakin, kuin puutöitä; opin taas paljon lisää Rhinoceros - ja Mastercam-ohjelmista, sekä CNC-koneen työskentelyä on aina mielenkiintoista seurata. 

Jakkarani onnistui mielestäni äärimmäisen hyvin. Muoto ja yksityiskohdat ovat juuri sellaisia, kuin halusinkin. Ainoa hieman häiritsevä asia on tosin se, että CNC-koneen mahdollisesti liian tylsä sirkkelin terä jätti puuhun jonkun verran palojälkiä, joita en saanut hiottua pois. Toisaalta, ne saavat jakkaran näyttämään enemmän itse tehdyltä ja voin olla ylpeä aikaansaamastani tuotteesta.