3D tulostus - digitaalisesta mallista esineeksi

Abstract

Tässä opinnäytetyössä esitellään 3D tulostuksen tekniikka ja materiaaleja, suunnitellaan ja tuotetaan esimerkkikappaleen digitaalinen malli, sekä tulostetaan muovinen esine digitaalisen mallin pohjalta.

Työn tavoitteena on perehdyttää lukija prosessiin, jossa itse tuotettu digitaalinen malli tulostetaan käyttäen harrastajakäyttöön tarkoitettua edullista 3D tulostinta.

Esimerkkikappaleen eri osien mallinnusprosessi näytetään kokonaisuudessaan ja kerrotaan perusteita 3D mallinnuksesta. Samalla esitellään 3D mallinnuksessa usein käytettyjä tekniikoita, joita soveltamalla voidaan mallintaa lukemattomia eri kappaleita.

Esimerkkikappaleen tulostusprosessi esivalmisteluineen ja lopputoimineen käydään läpi vaiheittain.

Ensimmäiset kuluttajille suunnatut 3D tulostimet ovat jo ilmestyneet Yhdysvalloissa myymäläketjujen hyllyille. Nämä tuotteet on suunniteltu niin helppokäyttöisiksi, että tulostamiseen ei tarvita erikoistaitoja. Kappaleiden mallintamiseen itse tarvitaan enemmän opettelua tai harrastaneisuutta, mutta tämän voi kiertää lataamalla valmiita malleja tulostettavaksi internetin mallipankeista ilmaiseksi.

Työssä esitelty mallinnus- ja tulostusprosessi osoitti, että tulostimet ovat jo tällä hetkellä riittävän tarkkoja kotitalouksien käyttöön. Myös materiaalivaihtoehtoja on saatavilla useisiin eri käyttötarkoituksiin.

This thesis introduces 3D printing technology and materials. As a practical example a digital model is designed and produced and a plastic object is printed based on the digital model.

The goal of the thesis is to familiarize the reader with the process where a self-produced digital model is printed using an inexpensive 3D printer for hobbyists.

The complete modeling process of the example object is explained and the basics of 3D modeling are introduced. Common techniques used in 3D modeling are also introduced. Using these techniques it is possible to model countless other objects.

The printing process including preparation and post processing are explained phase by phase.

The first 3D printers aimed at consumers have reached the shelves of major retailers in the United States. These products are designed to be simple enough that no special skills are required for printing with them. The modeling process still requires learning the basics but, this can be avoided by downloading free models from model banks on the internet.

The modeling and printing processes explained in the thesis shows that, at the moment, the printing resolution is at a high enough level for most consumers' needs. Also, different printing materials are available for various applications.