# Robottitulostuksen mahdollisuudet - Väriä ja pintakuviointia

> Muovin/komposiitin robottitulostus, pintakuviointi ja värien käyttö silloin, kun menetelmänä on materiaalin pursotus ja laitteena ruuvisyöttöinen extruuderi.

## Johdanto
Tässä artikkelissa tarkastellaan, miten muovin ja komposiitin robottitulostuksella voidaan luoda monimuotoista pintaa ja käyttää värejä, kun menetelmänä on materiaalin pursotus ruuvisyöttöisellä extruuderilla. Tätä 3D-tulostustekniikkaa kutsutaan nimellä *Fused Granulate Fabrication* (FGF).

Esimerkkimateriaalina on käytetty UPM Formia, joka on perusväriltään puun sävyinen. Vaikka materiaalin värjääminen on mahdollista sekoittamalla siihen väriainetta, värien vaihtaminen kesken tulostusajon on haastavaa.

## Pintakuviointi ja visuaalisuus
Robottitulostukselle on tyypillistä karkea tulostusjälki, joka johtuu suuresta kerroskorkeudesta ja leveästä tulostuspalosta. Vaikka Savonian tulostussolu mahdollistaa jälkikäsittelyn jyrsimällä tai hiomalla, se lisää valmistusaikaa merkittävästi.

Vaihtoehtoinen tapa muokata pintaa on käyttää kuviointia, kuten tulostuspään vaaputtamista tulostuksen aikana poikittain tulostussuuntaan nähden. Kun tämä yhdistetään värjäykseen, saadaan visuaalisesti kiinnostavia lopputuloksia, jotka poikkeavat perinteisestä kerrosrakenteesta.

## Suunnittelu ja ohjelmistot
Artikkelin esimerkeissä käytettiin seuraavia ohjelmistoja:
*   **Rhinoceros (Rhino):** 3D-mallinnusohjelmisto.
*   **Grasshopper:** Rhinon integroitu graafinen algoritmieditori, jolla luotiin parametriset mallit ja pintakuvioinnit.
*   **kuka|prc:** Association for Robots in Architecture -järjestön kehittämä laajennusosa, jolla tuotetaan koodi suoraan KUKA-roboteille.

### Tulostusprosessin vaiheet
1.  **3D-mallinnus:** Idean muuntaminen 3D-geometriaksi (esim. tuoli).
2.  **Siivutusstrategia:** Kappaleet tulostetaan usein "vaasimoodissa" (kuorituloste ilman infill-rakennetta).
3.  **Parametrien määrittely:** Seinämävahvuus suhteutetaan suuttimen kokoon (Savonialla käytössä 3–10 mm suuttimet).
4.  **Pintakuvioinnin luonti:** Grasshopperilla määritellään zik-zak-kuvioita, joissa poimujen voimakkuutta voidaan säätää amplitudikerrointa muuttamalla.
5.  **Postprosessointi:** kuka|prc-komponentilla muutetaan polkudata robotin ymmärtämään muotoon ja lisätään extruuderin ohjauskomennot.

## Tulostus ja värjäys
Savonian järjestelmässä väriaineiden sekoittaminen tapahtuu manuaalisesti lisäämällä väriainetta granulaatin joukkoon. 

**Huomioita värien käytöstä:**
*   Värin jakaantuminen ei ole täysin vakio tai tasainen.
*   Värin vaihtaminen kesken ajon vaatii tulostuksen pysäyttämistä ja ruuvin ajamista tyhjäksi.
*   Staattinen sähkö voi aiheuttaa väriaineiden takertumista syöttölaitteeseen, mikä voi johtaa epätasaiseen värjäykseen (ratkaisuna voisi toimia ionisaattori).

## Yhteenveto
Pintakuviointi häivyttää kerroksellisuutta ja pieniä pintavirheitä, tehden kappaleesta visuaalisesti miellyttävämmän. Koska muoto luodaan matemaattisesti Grasshopperilla, tiedostokoko pysyy pienenä. Vaikka menetelmä vaikuttaa lupaavalta, täydellisen lopputuloksen vakioiminen vaatii vielä jatkokehitystä ja materiaalin syöttöparametrien tarkkaa hallintaa.

**Kirjoittajat:**
*   **Antti Alonen**, TKI-asiantuntija, Savonia-ammattikorkeakoulu
*   **Alireza Badiee**, Testing Engineer, Savonia-ammattikorkeakoulu