Metsämiesten Säätiö Foundation

3D-tulostettava puupohjainen paviljonki

keskiviikkona, 03.07.2019

3D-tulostus mahdollistaa ennennäkemättömän muodon ja materiaalin vapauden. Toisaalta menetelmään liittyy sen nykyisessä kehitysvaiheessa myös paljon rajoituksia. Tästä johtuen 3D-tulostusta on sovellettu arkkitehtuurissa vasta viime aikoina. Tämän työn puitteissa tehdyssä kokeilussa suunniteltiin sellupohjaisesta materiaalista modulaarinen ja nykyteknologialla toteutettavissa oleva 3D-tulostettava paviljonki. Kokeilun tavoitteena oli testata 3D-tulostuksen mahdollisuuksia arkkitehtuurissa ja pohtia, miten uusi valmistusmenetelmä vaikuttaa suunnitteluprosessiin. 3D-tulostuskokeilu toteutettiin osana 3D-tulostusta arkkitehtuurissa käsittelevää diplomityötä. Työssä selvitettiin laajemmin, mitä etuja ja rajoituksia 3D-tulostuksella on arkkitehtuurissa, ja miten 3D-tulostus vaikuttaa arkkitehdin työhön. Sellupohjainen materiaali oli luonteva valinta paviljongin rakennusmateriaaliksi, sillä rakentamisessa on perusteltua suosia rakennuspaikalle ja maalle tyypillisiä materiaaleja. Ekologinen, sellupohjainen materiaali on luonteva jatkumo suomalaiselle puurakentamiselle. Markkinoilla on useita kuluttajakäyttöön tarkoitettuja sellupohjaisia 3D-tulostusmateriaaleja. Tässä työssä käytetty materiaali sisälsi selluloosan lisäksi polyaktidia, eli PLA-muovia, joka on maitohaposta valmistettava biohajoava muovi. Sellupohjaisesta tulostusmateriaalista tulostetun valmiin kappaleen pinta tuntuu miellyttävän lämpimältä. Materiaali tuntuu ja näyttää melko muovimaiselta, mutta tulosteen mattapinta ja väri erottavat sen muovitulosteista.  Tulosteessa on myös mieto, puumainen tuoksu, joka tulee parhaiten esiin tulostuksen aikana.

Suunnitelman tavoitteena oli, että paviljonki olisi aidosti toteutettavissa jo nyt Suomessa käytössä olevilla laitteilla. Siksi tulostimeksi valittiin tavallinen pöytämallin 3D-tulostin. Pöytämallin tulostimen hitaudesta syntyi ajatus osa osalta rakentuvasta 3D-tulostusprojektista. Tämän vuoksi osat suunniteltiin siten, että niistä muodostuva paviljonki voisi rakentua hiljalleen sitä mukaa, kun osat valmistuisivat. Koottavuus olikin suunnitelman kantava ajatus. Lisäksi tavoite rakennuskappaleiden liittämisestä helposti yhteen ja puurakentamisen perinne olivat suunnittelun taustalla koko prosessin ajan. Kolmas suunnittelua ohjannut ajatus oli valon siivilöityminen rakenteen läpi.

Suunnittelussa hyödynnettiin 3D-mallinnusohjelma Rhinoceroksen lisäosan Grasshopperin mahdollistamaa algoritmiavusteista suunnittelua erilaisten geometrioiden kokeilussa ja tuottamisessa. Prototyyppien valmistus osoittautui tärkeäksi suunnittelun välineeksi. Sillä pääsi testaamaan etenkin suunnitellun liitoksen toimivuutta, mutta myös kappaleen muita ominaisuuksia.

Tämän työn perusteella puupohjaisesta materiaalista 3D-tulostamalla voidaan luoda mielenkiintoisia arkkitehtonisia ratkaisuja, kun suunnittelussa ja toteutuksessa hyödynnetään eri alojen osaajia. Uusia 3D-tulostuskokeiluita kuitenkin tarvitaan, jotta menetelmän koko potentiaali tulee näkyväksi.

Hanketta on rahoittanut Metsämiesten Säätiö.

Lisätietoja:

Arkkitehti Mirja Salmijärvi, mirja.salmijarvi@gmail.com, puh. 0408347347