3D-skannaus- ja -tulostusprosessin kehittäminen
Räisänen, Tommi (2016)
Oulun ammattikorkeakoulu
2016
Creative Commons Attribution-NonCommercial 1.0 Suomi
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2016060311860
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2016060311860
Tiivistelmä
Opinnäytetyö käsitteli 3D-skannausta ja 3D-tulostusta. Työn tilaajana oli oululainen suunnittelupalveluja tarjoava yritys. Työssä kehitettiin 3D-skannausprosessia ja esitettiin toimenpiteitä 3D-tulostuslaitteiston paranta-miseksi.
Työn aikana tutustuttiin 3D-skannauksen perusteisiin ja 3D-skannausprosessiin sekä perehdyttiin yrityksen käytössä olleeseen Shining 3D EinScan-S -3D-skannauslaitteiston ja EinScan-S-skannerinohjausohjelmiston käyttöön. Skannausprosessissa käytettiin MeshLab- ja Meshmixer-ilmaisohjelmistoja pisteverkon luomiseen 3D-skannaustiedostoista sekä kaupallista SolidWorks-ohjelmistoa digitaalisen 3D-mallin luomiseen. Lisäksi perehdyttiin Velleman Vertex K8400 -3D-tulostuslaitteiston, Vertex 3D Printer Repetier-Host -tulostuksenohjausohjelmiston hallintaan.
3D-skannausprosessi muodostuu skannattavan kappaleen esikäsittelystä esimerkiksi liitumaalilla, 3D-skannauslaitteiston kalibroinnista ja asetuspara-metrien valitsemisesta sekä pistepilvi- ja pisteverkkotiedostojen käsittelystä esimerkiksi työssä käytetyillä MeshLab- ja Meshmixer-ilmaisohjelmistoilla. Pistepilvitiedostot kohdistetaan ja yhdistetään toisiinsa, jolloin ne luovat pisteverkon. Pisteverkkoa käytettiin 3D-CAD-mallin luomiseen SolidWorks-ohjelmistoa hyödyntäen.
3D-tulostusprosessia käsittelevässä osiossa laitteisto kalibroitiin, minkä jälkeen valittiin materiaalikohtaiset asetusparametrit. 3D-tulostuslaitteiston toiminnan laatua tutkittiin ja käsiteltiin laitteistossa ilmenneitä puutteita.
Opinnäytetyön lopputuloksena muodostui ohjeistettu 3D-skannausprosessi, skannattavasta mallikappaleesta muodostettu 3D-CAD-malli, 3D-tulostuslaitteiston ilmanohjain sekä ehdotukset 3D-tulostinlaitteiston tärähtelyn vaimennukseen ja PLA-materiaalin ilmatiiviiseen kotelointiin. 3D-skannausprosessi mahdollistaa skannattavan kappaleen valmistuslaadun tarkkailun sekä prosessin luoman 3D-CAD-mallin muokkaamisen ja kehittämisen. 3D-tulostuslaitteistoon kehitetyt ilmanohjain, tärähtelyn vaimennus ja PLA-materiaalin kotelointi parantavat 3D-tulostuslaatua ja mahdollistavat aiempaa luotettavampien pikamallien valmistamisen. Ongelmia työssä aiheutti ohjelmistojen huono käytettävyys.
Työn aikana tutustuttiin 3D-skannauksen perusteisiin ja 3D-skannausprosessiin sekä perehdyttiin yrityksen käytössä olleeseen Shining 3D EinScan-S -3D-skannauslaitteiston ja EinScan-S-skannerinohjausohjelmiston käyttöön. Skannausprosessissa käytettiin MeshLab- ja Meshmixer-ilmaisohjelmistoja pisteverkon luomiseen 3D-skannaustiedostoista sekä kaupallista SolidWorks-ohjelmistoa digitaalisen 3D-mallin luomiseen. Lisäksi perehdyttiin Velleman Vertex K8400 -3D-tulostuslaitteiston, Vertex 3D Printer Repetier-Host -tulostuksenohjausohjelmiston hallintaan.
3D-skannausprosessi muodostuu skannattavan kappaleen esikäsittelystä esimerkiksi liitumaalilla, 3D-skannauslaitteiston kalibroinnista ja asetuspara-metrien valitsemisesta sekä pistepilvi- ja pisteverkkotiedostojen käsittelystä esimerkiksi työssä käytetyillä MeshLab- ja Meshmixer-ilmaisohjelmistoilla. Pistepilvitiedostot kohdistetaan ja yhdistetään toisiinsa, jolloin ne luovat pisteverkon. Pisteverkkoa käytettiin 3D-CAD-mallin luomiseen SolidWorks-ohjelmistoa hyödyntäen.
3D-tulostusprosessia käsittelevässä osiossa laitteisto kalibroitiin, minkä jälkeen valittiin materiaalikohtaiset asetusparametrit. 3D-tulostuslaitteiston toiminnan laatua tutkittiin ja käsiteltiin laitteistossa ilmenneitä puutteita.
Opinnäytetyön lopputuloksena muodostui ohjeistettu 3D-skannausprosessi, skannattavasta mallikappaleesta muodostettu 3D-CAD-malli, 3D-tulostuslaitteiston ilmanohjain sekä ehdotukset 3D-tulostinlaitteiston tärähtelyn vaimennukseen ja PLA-materiaalin ilmatiiviiseen kotelointiin. 3D-skannausprosessi mahdollistaa skannattavan kappaleen valmistuslaadun tarkkailun sekä prosessin luoman 3D-CAD-mallin muokkaamisen ja kehittämisen. 3D-tulostuslaitteistoon kehitetyt ilmanohjain, tärähtelyn vaimennus ja PLA-materiaalin kotelointi parantavat 3D-tulostuslaatua ja mahdollistavat aiempaa luotettavampien pikamallien valmistamisen. Ongelmia työssä aiheutti ohjelmistojen huono käytettävyys.