WinstonK, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons
Vaasan ammattikorkeakoulu on 3D-tulostuksessa edelläkävijöiden joukossa Suomessa. Ensimmäinen muovitulostin hankittiin laboratorioon jo vuonna 2001 ja sen jälkeen lisäävän osaamisen kehittämiseen sekä erilaisten materiaalien (mm. komposiitit ja metallit) tulostamiseen on panostettu voimakkaasti. Tämän päivän konekanta käsittää useita eri tulostustekniikoita hyödyntäviä laitteita. VAMK:n asiantuntijoilla on laaja kokemus 3D-tulostuksen teknologioista, -materiaaleista ja -suunnitteluperiaatteista sekä niiden hyödyntämisestä niin koulutuksessa kuin teollisuuden projekteissakin. Viime vuosina 3D-tulostukseen liittyvää tietotaitoa on kehitetty erityisesti hankkeiden avulla yhteistyössä alueen yritysten kanssa.
Kurikan keskustaajaman länsipuolella Aronlähteen ja Kuusistonloukon pohjavesialueilla tehtiin noin kymmenen vuotta sitten merkittävä löytö, kun rakenneselvityksissä havaittiin paksuja hiekka- ja sorakerroksia kallioperän syvässä painanteessa. Syväpohjavesiesiintymän tutkimuksia on jatkettu löydöksen jälkeen ahkerasti ja systemaattisesti. Tällä hetkellä käynnissä on tutkimusten yhdeksäs vaihe, jossa selvitetään kallioperässä liikkuvan veden määrää ja laatua ja valmistellaan erilaisia mallinnuksia. Tavoitteena on löytää Kurikan alueelta riittävästi pohjavettä turvaamaan 150 000 asukkaan ja elintarviketeollisuuden vedentarve Vaasan ja Kurikan alueella. Syväpohjavettä pyritään johtamaan Kurikasta Vaasaan vuodesta 2030 alkaen (GTK).
Geologian tutkimuskeskus GTK on Niko Putkisen johdolla paneutunut Kurikan syväpohjavesiesiintymään. Hankkeessa osallisena ovat myös Vaasan Vesi, Kurikan Vesihuolto Oy ja Etelä-Pohjanmaan ELY-keskus. Mahdollisesti jopa Pohjoismaiden suurinta pohjavesiesiintymää on ollut hämmästelemässä tutkijoita myös Iso-Britanniasta ja Kanadasta. Kansainväliset tahot ovat kiinnostuneet muun muassa pohjavesiesiintymän visualisoinnin kehittämisestä (YLE). Kurikan kaupunki päättikin lähestyä Vaasan ammattikorkeakoulua visualisointiprojektin puitteissa keväällä 2023. Tavoitteena oli tuottaa lisäävällä valmistusteknologialla eli 3D-tulostuksella pienoismalli pohjavesialueen kallioperän topografiasta koulutus- ja näyttelykäyttöön. Kurikan kallioperä on yli 200 metrin korkeuseroineen kuin Grand Canyon, mutta täytettynä erilaisilla maa-aineksilla.
Geologisen 3D-mallin valmistelu käynnistyi, kun GTK toimitti VAMK:lle Kurikan kallioperästä digitaalisen korkeusaineiston (.asc). Aluksi tiedostoja yritettiin avata CAD-ohjelmistolla, jolla tulostettavat 3D-mallit yleensä luodaan. CAD-ohjelmistolla saatiinkin eräänlainen pistepilvi näkyviin, mutta tulostettavaan muotoon sitä ei saatu muokattua. Muutaman erilaisen, mutta valitettavan turhan yrityksen jälkeen mielessä taisi jo käydä ajatus koko projektin kariutumisesta. Pohjalainen luonne ei kuitenkaan ihan helpolla anna periksi ja aiheeseen palailtiinkin aina sopivan hetken tullen. Jokusen päänraaviskelutuokion jälkeen konetekniikan ja ympäristöteknologian lehtorit saivat korkeusmallin muunnettua paikkatieto-ohjelmistolla sellaiseen muotoon (.stl), että sitä voitiin lähteä muokkaamaan 3D-ohjelmistoilla tulostamiseen sopivaksi. Tämän jälkeen päästiin määrittelemään tulostusala, tulostettavien kappaleiden määrä, mittakaava ja topografian vertikaalinen korostuskerroin sekä tulostusparametrit ja tulostinkohtainen g-koodi, joka ohjaa 3D-tulostimen toimintaa kappaleiden valmistamiseksi.
Pienoismallin suunnittelu, valmistelu ja onnistunut toteutus edellyttikin konetekniikan ja ympäristöteknologian osaamista ja yhteistyötä, kun dataa käsiteltiin peräti neljällä eri ohjelmistolla. Lopullinen 3D-malli koostuu kolmesta tulosteesta, joiden tulostusaika oli yhteensä noin 42 tuntia. Materiaalina käytettiin Tough PLA 2,85 mm:n filamenttia, jota kului noin 2 kiloa ja 250 metriä. Tulostimena toimi UltiMaker S5, jonka koko tulostusala käytettiin hyväksi tulosteita valmistettaessa. Tämän kirjoituksen myötä haluamme osoittaa suuret kiitokset erittäin mielenkiintoisesta ja opettavaisesta projektista Kurikan kaupungille ja GTK:lle. Yhteistyö geologisen 3D-mallin jatkokehittämiseksi saanee myös jatkoa.
Käsin kosketeltava pienoismalli tarjoaa ainutlaatuisen tavan tutustua ympäristöön. Pienoismallit ovat näyttäviä jo sellaisenaan, mutta jos niiden yhteyteen lisätään vielä kuvia, infojulisteita ja vaikkapa videoita, se luo upeat puitteet visuaaliselle oppimis- ja kokemusympäristölle. Vastaavia pienoismalleja voidaan tuottaa esimerkiksi kaupungeille, hiihtokeskuksille, museoille ja kehitysyhtiöille sekä yrityksille. Erilaisten hankkeiden yleisötilaisuudet ovat esimerkki tapahtumista, jossa perinteisten PowerPoint-esitysten sijaan suunnittelijat, asukkaat ja osalliset voisivat kokoontua vuorovaikutukseen pienoismallien ympärille. Kierrätysmuovista tai biopohjaisista komposiiteista materiaalitehokkaasti tulostettu pienoismalli onkin kevyt, kestävä, ekologinen ja näyttävä ratkaisu monenlaiseen visualisointitarpeeseen.
