Pajallemme Porvooseen tuli vieras Ruotsista, kollegani Daniel Pero. Työasioiden ohessa hän kertoi hankkimastaan harvinaisesta Carrozzeria Viottin vuonna 1961 korittamasta Fiat 750 Grandlucesta (kuva 1). Daniel löysi auton vuonna 2018 italialaisesta automuseosta, joka oli lopettamassa toimintaansa. Kollegani ajaa aarteellaan kesäisin usein ja puhe kääntyi pieniin hienosäätöihin, kuten pyyhkijöiden toiminnan tehostamiseen.

Kuva 1. Carrozzeria Viottin vuonna 1961 korittamasta Fiat 750 Grandlucesta.

Tässä yhteydessä mieleeni tuli omassa autossani oleva, hieman rikkinäinen ilmanohjain pyyhkimen varressa. Kyseinen tarvikeosana tarjottu ohjain oli aikanaan hyvin suosittu, koska se oli halpa, helppo asentaa ja tarjosi yleensä edes hieman apua heikkoon pyyhinjälkeen. Aloimme pohtia, kuinka tämän osan uudelleensuunnittelu ja valmistaminen olisi parhaiten toteutettavissa. Se on suhteellisen pieni, joten sen skannaamiseen tarvitaan tarkoille kohteille soveltuva 3D-skanneri. Alkuun skannasimme rikkinäisen osan Artecin Space Spiderillä (kuva 2).

Kuva 2. Artecin Space Spider 

Nimensä laite on saanut projektista, jossa sitä kokeiltiin ESA:n avaruusasemalla varaosien tuottamiseen ilmakehän ulkopuolella. Maanpinnalla Porvoossa skannaus vei vain noin 2 minuuttia, jonka jälkeen syntynyt 3D-malli siirrettiin Artec Studio -ohjelmaan. Sillä syntynyt pistepilvi siivottiin ja tuloksena oli aihioksi soveltuva malli. Se vuorostaan avattiin SolidWorks 3D -suunnitteluohjelmassa ja tällöin siihen voitiin mallintaa yksi ilmanohjaimen lapa puuttuvan tilalle (Kuva 3).

Kuva 3. Osa skannattiin ja sen pohjalta saatu malli viimeisteltiin Solidworks 3D -ohjelmassa. Samalla mallinnettiin katkeneen siivekkeen tilalle uusi.

Sen jälkeen tulostimme yhden koekappaleen suurella kerrospaksuudella mahdollisimman nopeasti, jotta pääsimme kokeilemaan osan sopivuutta. Valmis osa vastasi mallikappaletta. visuaalisesti hyvin, mutta kun sovitimme sitä pyyhkimen varteen, se murtui uran kohdalta. Oli otettava pieni pohdintatauko. 3D-lankatulostimella osa muodostetaan ohuista kerroksista. Tämä tarkoittaa erilaisia lujuusominaisuuksia riippuen osan tulostus suunnasta. Se on hyvä ottaa huomioon jo suunnitteluvaiheessa. Tuulenohjaimen tapauksessa teimme kaksi muutosta: lisäsimme hieman mallin materiaalipaksuutta pettäneessä kohdassa ja muutimme tulostussuuntaa.
Näin saimme aikaiseksi osan, joka kestää asennuksen ja varmasti myös käyttöäkin (Kuva 4). Tärkeä asia tässä suhteessa on tietenkin materiaali. Päädyimme abs-muoviin, joka on ollut yleinen ja kestävä valinta alkuperäisissäkin osissa.

Kuva 4. Valmis osa 3D-tulostukseen.

Näin pääsimme varsinaisten osien valmistukseen. Teimme niitä kerralla useamman kappaleen UltiMaker Method XL -tulostimella (Kuva 5).
Osien pienen koon ja vinon muodon takia prosessissa tarvittiin erillistä tukimateriaalia takaamaan niiden muotopuhtaus. Tukimateriaali on
vesiliukoista ja voidaan poistaa erillisessä pesurissa, kuten nyt meneteltiin (Kuva 6). Materiaali voi olla myös samaa kuin itse tulostettava esinekin, jolloin se poistetaan mekaanisesti.

Kuva 5. Valmisosa useasti tulostettuna.

Kuva 6. UltiMaker PVA Removal Station

Tämän pikku projektin myötä opimme jälleen, kuinka nopeasti 3D-tekniikalla voidaankaan valmistaa fyysisiä prototyyppejä osista ja
testata niiden kestävyyttä ja sopivuutta, kunnes halutut ominaisuudet on saavutettu. Ja mikä mukavinta, Danielilla pyyhkii kuulemma nyt
paremmin kuin koskaan ennen!

Kirjoittaja: Antti Pellinen / Mobilisti 1/24