3D-skannaus ja mittakaavan hallinta koristeosissa

Koristeaiheen 3D-skannaus perustuu kohteen koon, pintamuodon, saavutettavuuden ja tarvittavan aineiston tarkkuuden arviointiin. Pienen ornamentin, listaprofiilin tai irrotettavan koristeosan voi lähettää tehtaalle skannausta ja mallinnusta varten. Kohteessa kiinteästi olevan aiheen kohdalla skannaus suunnitellaan ympäristön, korkeuden, valaistuksen ja kulkureittien mukaan.

Ammattimainen kartoitus, mittaus, analysointi ja 3D-skannaus ovat maksullisia palveluja. Työ tehdään ammattitiimin avulla XGRID-pistepilvellä sekä Artec Ray-, Spider 2-, Eva- ja Leo-tarkkuusskannereilla. Tarvittaessa koko tila ja rakennuksen osa voidaan 3D-skannata, minkä jälkeen tarkasti skannatuista tuotemalleista rakennetaan tilamalli esitystä ja visuaalista suunnittelua varten. Palvelun hinta määritellään tarjouksella sijainnin, alueen ja yksityiskohtien perusteella; maksutonta on vain hintatarjouksen valmistelu.

Skannauslaitteen valinta ei saa perustua pelkästään kohteen fyysiseen kokoon. Syvät uurteet, päällekkäiset lehväkuviot, varjostuvat kohdat ja asennusalustan epätasaisuus vaikuttavat siihen, miten aineisto kerätään ja miten puuttuvat alueet käsitellään mallinnuksessa.

Koristeaiheen mittakaavan tarkistus tarvitsee aina selkeät pääakselit, vertailutasot ja tunnetut mitat. 3D-pistepilvi kohdistetaan mitattuihin referensseihin, jotta digitaalinen malli ei perustu pelkkään skannerin suhteelliseen geometriaan. Pääakselien mittaaminen on erityisen tärkeää pilastereissa, kattoruusukkeissa, kehysaiheissa ja useasta osasta muodostuvissa sommitelmissa.

Poikkeama-analyysi vertailee skannattua pintaa tavoitegeometriaan tai hyväksyttyyn CAD-malliin. Analyysi paljastaa esimerkiksi vinoon asennetun alkuperäiskappaleen, kuluneen reunan, vaurioituneen ornamentin tai seinäpinnan epäsäännöllisyyden. Poikkeama ei automaattisesti tarkoita virhettä: historiallisessa kohteessa se voi olla alkuperäisen työn ominaisuus, joka halutaan säilyttää.

Mittakaavan hallinta edellyttää, että päätetään erotellaanko kohteen geometrinen aihe asennusalustan epätasaisuuksista. Tällä päätöksellä on vaikutus tuotettavan kappaleen takapintaan, liitospintoihin ja asennettavuuteen. Rakennuksen oma paino, kiinnityskuormat ja koristeosan paino on huomioitava kohdekohtaisesti; mikään koristeosa ei ole peruste väittää, ettei rakennukseen tai kattoon kohdistuisi kuormitusta.

• Valokuvista näkyvät yksityiskohdat
• Kohteen sijainti ja saavutettavuus
• Pääakselien mitat

Koristeaiheen matemaattinen skaalaus perustuu yhdenmukaiseen mittakaavakertoimeen, kun alkuperäisen aiheen kaikki suunnat halutaan säilyttää suhteellisina. Digitaalinen malli voidaan suurentaa tai pienentää siten, että leveys, korkeus ja syvyys muuttuvat saman kertoimen mukaan. Tällainen mittakaavan muutos säilyttää aiheen kokonaisproportion, mutta ei poista materiaalin, kuljetuksen, liitosten tai asennusalustan aiheuttamia suunnittelutarpeita.

Koristeaiheen yksityiskohtien näkyvyys arvioidaan erikseen, jos mittakaavaa muutetaan paljon. Ohuet reunat, syvät reliefit ja terävät alileikkaukset voivat vaatia CAD-mallissa valmistettavuuden tarkistamista. Tarkistuksen tarkoitus ei ole muuttaa alkuperäistä aihetta ilman perustetta, vaan varmistaa, että digitaalinen muoto voidaan valmistaa ja asentaa suunniteltuun käyttöön.

Jäykkä, umpisoluinen polyuretaani soveltuu koristeosiin, kun materiaalin ominaisuudet otetaan huomioon suunnittelussa. Materiaalin tiheys on 150-220 kg/m³, käyttölämpötila on -100/+80 C ja veden imeytyminen on alle 1 %. Alhainen veden imeytyminen ei tarkoita, että materiaali olisi vedeneristysmateriaali tai täysin vedenpitävä. Ulkokäytössä UV-kestävä maali on välttämätön, ja maalausjärjestelmä valitaan kohteen altistuksen mukaan.

3D-skannauksesta syntyvä pistepilvi tai verkkopinta tarvitsee jatkokäsittelyä ennen kuin aineisto palvelee suunnittelua, tarjouslaskentaa ja tuotantoa. OBJ- ja STL-tiedostot soveltuvat erityisesti verkkogeometrian tarkasteluun ja valmistuksen lähtöaineistoksi. STEP- ja IGES-tiedostoja käytetään, kun CAD-ympäristössä tarvitaan rakenteellisempaa geometriatietoa tai aineiston vaihtoa eri suunnittelujärjestelmien välillä.

CAD- tai BIM-mallin tehtävä on osoittaa, miten koristeaihe liittyy rakennuksen mittoihin, seinä- tai kattopintaan, kuljetusosiin ja asennusjärjestykseen. Malliin voidaan sisällyttää erilliset kappaleet, jiiriliitokset, nurkkaratkaisut ja asennussuunnat. Digitaalinen aineisto ei kuitenkaan korvaa kohteen tarkistusmittausta, koska rakennusten pinnat, kulmat ja aukot voivat poiketa suunnitelmista.

Euroopan eri maissa kuljetusreitti, sisäänvientiaukot, kerroskuljetus ja paikalliset työmaajärjestelyt voivat vaikuttaa siihen, valmistetaanko aihe yhtenä kappaleena vai useampana osana. Pakkaussuunnittelu suojaa näkyviä reliefipintoja ja tukee kappaleen käsittelyä. Suuret tai herkät osat kannattaa suunnitella siten, että pakkauksen avaaminen, nostaminen ja välivarastointi voidaan tehdä vahingoittamatta reunoja tai liitospintoja.

3D-skannatun koristeosan tuotanto alkaa hyväksytystä digitaalisesta geometriasta, kappalejaosta ja asennusperiaatteesta. Tehdaspohjamaalattu pinta toimitetaan valmiina jatkokäsittelyä varten, mutta lisäpohjamaalaus on tarvittaessa mahdollinen. Pintakäsittelyä ei pidä ratkaista yleisellä oletuksella, koska sisä- ja ulkokohteiden maalityypit, alustan kunto ja ympäristön rasitus vaihtelevat.

Jäykästä polyuretaanista valmistetun koristeosan asennuksessa alustan on oltava puhdas ja kuiva. Liitokset leikataan 45 asteen jiiriin, kun kyseessä on nurkka- tai kehysliitos. Kiinnityksessä käytetään polyuretaanipohjaista asennusliimaa ja ruuvikiinnitys on pakollinen mekaaninen varmistus. Silikonia ei käytetä asennusliimana. Kiinnityksen jälkeen liitoskohdat viimeistellään tasoitteella, hiotaan 180-220-karkeudella, pohjamaalataan ja maalataan 2 maalikerroksella.

Koristepylväät ovat koristeellisia elementtejä eivätkä ne kanna kuormaa. Kuormaa kantavaa rakennetta, kiinnitysalustaa tai rakenneteknistä vahvistusta ei saa korvata koristepylväällä. Asennussuunnitelmassa on myös huomioitava paikalliset rakennusmääräykset, työmaan turvallisuusvaatimukset ja kohteen hyväksyntämenettelyt.

3D-skannatun koristeprojektin onnistuminen Euroopan markkinoilla riippuu digitaalisen mallin lisäksi toimitusketjun hallinnasta. Samasta aiheesta valmistettavat kappaleet voivat kulkea eri maiden kautta, jolloin pakkausmerkinnät, toimituserät, vastaanottotarkastus ja työmaalle siirto on sovitettava projektin aikatauluun. Erityisesti pitkät listat, suuret reliefit ja useasta elementistä muodostuvat kokonaisuudet tarvitsevat kuljetusta kestävän kappalejaon.

Asennusolosuhteet vaihtelevat maittain rakennustavan, alustan materiaalin, kosteusolosuhteiden ja työmaiden käytäntöjen mukaan. Siksi skannausaineistosta tehty tuotantomalli ei ole yksin riittävä dokumentti. Kohdekohtainen asennusohje, osaluettelo ja pakkausjärjestys helpottavat sitä, että oikeat kappaleet avataan oikeassa asennusvaiheessa.

Ennakkotietojen toimittaminen nopeuttaa teknistä arviointia. Kohteesta tarvitaan valokuvat, tarkka sijainti sekä pääakselien mitat. Näiden tietojen perusteella voidaan arvioida, soveltuuko kohde paikan päällä tehtävään 3D-skannaukseen, voidaanko pieni alkuperäiskappale lähettää tehtaalle vai tarvitaanko koko tilan digitaalinen mallinnus. Lopulliset päätökset tehdään vasta kohteen teknisen tarkastelun jälkeen.