[dipl] Insinööritieteiden korkeakoulu / ENG

Permanent URI for this collectionhttps://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/18

Browse

Now showing 1 - 20 of 5684

1960-luvun asuinkerrostalon elinkaarikustannusten optimointi peruskorjaushankkeessa
(2015-06-08) Tukiainen, Teemu
Insinööritieteiden korkeakoulu | Master's thesis
Kiinteistöillä on keskeinen rooli Euroopan Unionin energiatehokkuuspolitiikassa, koska kiinteistöjen osuus energian loppukulutuksesta on yli 40 %, kun huomioidaan myös rakentamisen energiankulutus. Suomessa asuinkerrostalokanta kasvoi huomattavasti 1960- ja 1970-luvuilla kaupungistumisen myötä ja nämä rakennukset ovat peruskorjausiässä. Rakentamisen painopiste on siirtynyt uudisrakentamisesta korjausrakentamiseen. Rakennuskanta uudistuu vain vähän yli prosentin vuodessa. Rakennusten ympäristövaikutusten ja energiakulutuksen kannalta uudisrakennusten energiatehokkuuden merkitys on mitätöntä verrattuna nykyiseen rakennuskantaan. Työn tavoitteena oli löytää optimoinnin avulla elinkaarikustannuksiltaan edullisimmat korjausratkaisut 1960-luvun asuinkerrostalolle. Asuinkerrostalon elinkaarikustannusten optimointi suoritettiin IDA-ICE simulointiohjelman ja MOBO optimointityökalun avulla. Työn case kohteena käytettiin 1960-luvun asuinkerrostaloa, jossa on painovoimainen ilmanvaihtojärjestelmä. Elinkaarikustannusten kannalta optimoitiin ulkoseinien ja yläpohjan lisälämmöneristämistä, ikkunoiden U-arvon parantamista sekä aurinkopaneelien ja –keräinten asentamista kiinteistön ka-tolle. Työssä tarkasteltiin kahta eri optimointitapausta. Tapauksessa 1 kiinteistössä säilytettiin painovoimainen ilmanvaihtojärjestelmä ja tapauksessa 2 kiinteistöön lisättiin huoneistokohtaiset tulo-poistoilmanvaihtokoneet, joissa oli pyörivä lämmöntalteenotto. Nämä tapaukset tutkittiin erillään, koska huoneistokohtaisten tulo-poistoilmanvaihtokoneiden aiheuttama investointikustannus on huomattavan suuri ja kustannuksissa ei pystytä huomioimaan asumisviihtyvyyden paranemista. Molemmissa optimointitapauksissa elinkaarikustannuksiltaan edullisimmaksi ratkaisuksi valikoitui ulkoseinien ja yläpohjan lisälämmöneristäminen työssä määritetyn raja-arvon maksimiin. Ikkunoiksi optimointi valitsi molemmissa tapauksissa työssä määritetyn raja-arvon minimin. Elinkaarikustannuksiltaan edullisimpaan ratkaisuun ei valikoitunut aurinkopaneeleja, kun taas aurinkokeräimiä valikoitui molempiin tapauksiin. Tapauksen 1 elinkaarikustannuksiltaan edullisimmassa ratkaisussa ostetun kaukolämpöenergiankulutusta saatiin pienettyä lähes 50 % ja tapauksessa 2 jopa 56 %.
Kolmiulotteiset kaupunkimallit ja niiden käyttömahdollisuudet kuntien toiminnoissa
(2010) Hartikainen, Lauri
School of Engineering | Master's thesis
A 3D city model is a wide-area digital spatial data set, which consists of three dimensionally mode led terrain, buildings and other structures. 3D city model may also include, for example, hydro graphic and traffic network data and it may also hold semantic data of the objects. This thesis reviews current use and potential ways to use 3D city models in Finnish municipalities. This thesis also inspects current practices of how municipalities use spatial data. Geographic Information Systems used in municipalities are also referred. In addition, this thesis presents information about the source data needed and the techniques used in 3D city modelling. Modelling of urban environment is typically based on use of aerial (nadir and oblique imagery) and terrestrial imagery, laser ranging (LiDAR) and/or field measurements. This thesis also presents information about the concepts of surface model types and the data models used in city modelling. So far 3D city models are scarcely used tools in Finnish urban planning and other municipal processes. 3D design models and visualizations are used to some extent in detailed urban planning. Final part of the study consists of interviews which show that the level of knowledge in 3D city modelling and the ability to process and exploit city models varies considerably in different municipalities. There are also big differences in standardized practices of using city models - if such have ever been created.
3D geological modelling and pattern recognition – Case study Sakatti
(2024-01-22) Kivisaari, Tiia
Insinööritieteiden korkeakoulu | Master's thesis
3D geological modelling has become a fundamental activity in geosciences and engineering to visualise and represent subsurface formations. A geological model is a computer representation of the geological subsurface for a specific area of interest that describes geological volumes such as rock types and structures. The boundaries between geological volumes are based largely on categorical, e.g. lithological logging data, and numerical borehole data, e.g. geochemical analysis data. The use of geochemical data can provide non-subjective information for modelling. Volume boundary definition is too often performed in single variable mode, even though modelling could be supported by multivariate data analysis. In this case study of the Sakatti deposit, the goal was to use multivariate statistical analysis to identify possible beneficial relationships between variables and in uncovering new patterns to support future 3D modelling. Such analyses are quantitative and independent approaches. This study was based on the Sakatti Geology and mineralization 3D Model Update 2020 and the data contained therein. Multi-variate statistical analysis of a 13-part subcompositional geochemical dataset (26445 samples) was performed. Multivariate analyses included hierarchical clustering, principal component analysis, and k-means clustering. The multivariate analysis methods used showed relatively good results and provided usable information that can be used in geological modelling. However, the results were not comprehensive due to the limited subcompositional data available. Hierarchical cluster analysis was an efficient technique to identify compositional dependencies between the variables used, and principal component analysis provided multi-element PC scores that could be used as an alternative source of information in assessing geochemical variations and defining volume boundaries. K-means clustering did not extract geologically significant groups, i.e. for the elements used, the geochemical contrast was not high enough to obtain enough distinct clusters. Further studies using principal component analysis and k-means clustering could be combined with careful consideration of which variables are needed for the classification and interpretation of the rock types.
3D layout and cost price calculation -solution in marina design: A case study
(2017-03-20) Esala, Karri
Insinööritieteiden korkeakoulu | Master's thesis
3D personal navigation in smart phone using geocoded images
(2011) Wang, Yiwu
School of Engineering | Master's thesis
The research of three-dimensional personal navigation in smart phone is more and more popular nowadays. Such kind of 3D navigation applications are mostly based on 3D model constructed in the computer, then importing the model to the mobile phone. Comparing with computer, the mobile devices typically have the bottlenecks of weaker CPU, less memory, lower bus bandwidth and limited power supply. The thesis presents a new solution to mitigate these technical restrictions of 3D model visualization in smart phone and achieve a better performance. The thesis is based on the project of "3D Personal Navigation and Location-Based Service for World Exposition 2010" funded by TEKES, replacing 3D visualization model engine with geocoded images searching engine in smart phone. The research delivers a 3D personal navigation software running in a Nokia 6710 handset. The major difference of the proposed solution with other similar 3D mobile navigation solutions and the previous 3D PN application is the visualization engine, which is based on geocoded images, rather than the developed projects on the basis of 3D model. The research generates a topological network and landmark database, and geocodes images snatching from 3D model which is constructed on computer. The system implements the functions of navigation in querying, routing and map matching, and develops the visualization search-engine for the geocoded images. To honestly evaluate the performance and improvement of the proposed solution several tests are carried out in the area of Tapiola, Espoo, Finland, including a field test to evaluate the positioning accuracy and the real-time performance, and a consumption test to prove the low cost of system. The proposed solution costs lower power consumption, CPU and memory, in higher refreshing rate,and have better visualization performance as well. In addition, this solution provides an optional way to decrease labour and working time to build up a similar solution by using real photos instead of complex 3D model construction.
3D printed replacements for lead in dental radiography shielding
(2022-06-13) Andersson, Kia
Insinööritieteiden korkeakoulu | Master's thesis
X-ray shielding has a crucial part in dental radiography. The current shielding utilises lead, that attenuates x-rays well. However, the use of lead is no longer recommended due to the toxicity of the material. Additionally, the geometry of the lead is difficult to optimise, which leads to excess use of shielding. Therefore, the aim of this thesis was to analyse and compare suitable 3D printable replacement materials for lead shielding. The suitability of the candidate materials as shielding was analysed based on theoretical attenuation values. The two best commercial materials based on the theoretical values were selected: tungsten powder and tungsten-PLA filament. Rectangular sheets of these materials were 3D printed. The tungsten powder was printed by powder bed fusion and the tungsten-PLA filament by material extrusion. The suitability of the materials was verified by measuring the attenuation of x-rays by the rectangular prints. The results showed that tungsten powder attenuated x-rays approximately 15% better than lead, whereas the tungsten-PLA filament attenuated 30% less than lead. The 3D printing did not significantly affect the attenuation. However, a distortion in the print path or higher energy x-rays might impact the attenuation, which encourages further testing of 3D printed shielding. The results show great potential in adopting 3D printed tungsten-based materials for x-ray shielding. This alternative solution would be beneficial due to its nontoxicity and optimised geometry by utilising metal printing in a new application.
3D printing - increasing competitiveness in technical maintenance
(2017-05-08) Halinen, Juho
Insinööritieteiden korkeakoulu | Master's thesis
The purpose of this thesis is to find out how additive manufacturing (AM, 3D printing) can be used in technical maintenance business and to create a starting point for adopting AM in a maintenance provider’s business. To study this, the current state of AM technology and how it relates to technical maintenance is surveyed. In addition, a plastic jig was manufactured using 3D printing. This jig could help to reduce down time of a process and also gives the company more information on the practical side of AM. This thesis also includes helpful charts and information that can be used to spread AM knowledge throughout a company. Additive manufacturing technology’s current state is surveyed from textbooks, articles and studies. Machine manufacturers’ and service providers’ web pages are also utilized. At the moment 3D printing can be used to manufacture end parts and spare parts that directly replace old parts made of different plastics and metals. The AM knowledge is combined with the requirements and characteristics of technical maintenance and especially from the view point of a service provider. Technical maintenance’s special characteristics include: the importance of supply chain and delivery time; difficulty of acquiring CAD models; lack of testing facilities and possibilities. In technical maintenance, the availability of spare parts at the right time and at a low price is of the utmost importance. AM can produce parts on demand with a simple supply chain provided that some preparations are done. Requirements for parts in technical maintenance vary a lot as the customer companies can include for example paper mills, food manufacturers and power plants. A wide variety of parts means that there are bound to be suitable applications for AM. However, it also means that locating these is difficult. Finding suitable applications should be done from the sites and factories instead of a centralized group looking for applications. The results show that while there remains problems in AM’s adoption to technical maintenance, applications can be found. One of the biggest barriers to adoption is the difficulty of quality assurance and lack of testing possibilities.
3D printing of cellulose-based materials
(2017-05-08) Kärki, Pyry
Insinööritieteiden korkeakoulu | Master's thesis
Cellulose-based materials are considered potential biomaterials of the future. Their main benefits include wide availability of the raw material and extensive modifiability. Recent efforts aim to find new applications for the materials. Using 3D printing manufacturing method would advance finding the new applications. Cellulose-based materials have been 3D printed before in tissue engineering research, but for other applications, the research on the subject has been limited. The 3D printability of cellulose-based materials was examined by developing a cellulose 3D printer and testing the performance of different cellulose-based materials for the application. The printer development focused on designing the extruder. Extrusion solutions were searched and prototypes based on them manufactured and evaluated. Based on the evaluation, a feedback controlled syringe extruder was developed. In addition, a commercial progressive cavity pump-based extruder was tested. The tested materials included cellulose derivatives and nanocellulose suspensions. Cellulose derivatives consisted cellulose acetate and cellulose acetate-butyrate in acetone solutions. Nanocellulose suspensions consisted wet nanocellulose fibers mixed with dry nanocellulose particles in an aqueous suspension in varying ratios and dry matter contents. Extruder performance and the printability of the test materials was first evaluated qualitatively. In addition, the critical print parameters and the best performing materials were defined for further testing. Print quality was assessed quantitatively by testing its repeatability, the effect of the critical print parameters and by comparing the deformation and shrinkage of two nanocellulose materials. The measurements were conducted with custom optical system based on photography and image recognition. 3D printing can be utilized to manufacture objects from cellulose-based materials. The results demonstrated that 3D objects that retained their shape upon air-drying were printable from high dry matter content nanocellulose suspensions. The printing quality was repeatable. The shrinkage of the printed nanocellulose samples was consistent and adjusting the print parameters reduced the resulting deformation. By compensating the shrinkage, air-drying can be used to solidify simple objects printed from high dry matter content nanocellulose suspensions.
3D rakennemallin tehokas soveltaminen laivan perussuunnitteluprosessissa
(2017-06-12) Koivisto, Otto
Insinööritieteiden korkeakoulu | Master's thesis
Tämän tutkimuksen tavoite on löytää rakenteen 3D-mallinnuksen hyötyjen ja haasteiden kautta parannuksia suunnitteluprosessiin, joka näin tukisi entistä paremmin mallintamista ja toisaalta mahdollistaisi mallin hyödyntämisen paremmin suunnittelun tukena. Perussuunnitteluprosessi voidaan yksinkertaistaa rakenteen suunnittelun osalta luokituspiirustusten tuottamiseksi sovitussa aikataulussa muilta suunnitteludisipliineiltä saatuja lähtötietoja hyödyntäen. 3D-mallin tuottaminen on tällöin perussuunnittelussa ylimääräinen työvaihe ja vaatii sen vuoksi erikseen perustelua olemassaololleen. Päätutkimusmetodi työssä on riippuvuussuhdematriisi DSM, jolla on luotu suunnittelun lähtötietoihin, suunnitteluaktiviteetteihin ja mallinnusaktiviteetteihin pohjautuva kuvaus mallinnuksen sisältävän suunnitteluprosessin kausaalisuhteista. Metodilla luodaan perusteltavissa oleva työjärjestys prosessiin, jolloin suunnitteluaktiviteetit seuraavat informaation kulun edellyttämää järjestystä, ja ylimääräisiltä iteraatioilta vältytään. Riippuvuussuhdematriisin lisäksi tutkimuksessa on käytetty asiantuntijahaastatteluita, joilla on pyritty luomaan uusia näkökulmia, parantamaan esitettyä prosessia ja sen kuvausta, tarkentamaan ja syventämään yksityiskohtia tutkimuksessa esitetyistä asioista ja validoimaan esitettyä prosessia. Tuloksena tutkimuksesta saatiin rakenteen perussuunnitteluun imuohjautuvuutta noudattava 3D-mallinnusprosessi, jossa mallinnuksesta syntyviin haasteisiin on vastattu loogisella työjärjestyksellä ja systemaattisuudella. Mallille tunnistettiin lukuisia asiakkaita, joiden tarpeet mallin sisällön ja tyypillisen projektiin liittyvän ajankohdan suhteen eroavat toisistaan. Tämä ohjasi mallinnusprosessin osittamiseen eri vaiheisiin, jolloin kussakin vaiheessa luodaan ehyt kokonaisuus palvelemaan soveltuvia mallin asiakkaita ja jokainen seuraava vaihe jatkaa edellisen vaiheen mallia rakenne-elementtejä lisäten. Saatujen tulosten perusteella 3D-mallinnukselle on onnistuttu luomaan perusteltavissa oleva prosessi osana perussuunnitteluprosessia. Prosessia hyödyntäen on mahdollista ehkäistä tarpeetonta mallin muuttamista projektin aikana, jota voidaan pitää tehokkaan mallinnuksen suurimpana haasteena. Prosessin lisäksi on jälleen osoitettu DSM:n sovellettavuus laivasuunnittelussa tuotekehitysprojektin työkaluna.
3D Scanning and computer-aided tolerance software analysis for product inspection
(2018-12-10) Fan, Xi
Insinööritieteiden korkeakoulu | Master's thesis
Tolerances are vital for every physical product, with a tight connection and competing needs between engineering design and manufacturing. 1D, 2D and 3D tolerance analysis can be applied to any product for determining these tolerances. With increase in dimensions the difficulty of tolerance analysis also increases. This research explores tolerance analysis in 3D situation. 3D scanning is a recently developed technology. In the industrial field, this technology is popular for inspecting product quality and in reverse engineering. It compares the dimensions between the 3D scanning model and the CAD model to inspect product quality. It also can generate a CAD model out of the 3D scanning model used in reverse engineering. The device mainly used in 3D scanning is the 3D optical scanner and the 3D laser scanner. These two types of 3D scanner use the same triangulation principle but one uses optical light and the other laser light. This research includes a 3D tolerance analysis and 3D scan. Before tolerance analysis a tolerance stack-up analysis was completed. Tolerance analysis was done using Crystal Ball software. The software uses Monte Carlo simulation to get results based on HTM calculator in Excel. HTM calculator contains every transformation nominal position and tolerance value. HTM calculated nominal position distance should be the same as CAD software Creo measured distance. Transformation nominal position was based on a loop diagram. Tolerance value was based on the defined tolerance in drawing and 3D scanning value. 3D scanning in this research is used to inspect product quality. Both parts and the assembly device were scanned. Parts were selected based on the loop diagram. The device was assembled using 3D scanning parts. The results of the tolerance analysis were shown through distribution charts and sensitivity charts. Comparing the simulation results of 3D scanning data and defined tolerances in drawing, distribution charts results were not reliable but sensitivity charts results were similar. The results of 3D scanning measurement data show the current device tolerance value is too tight. 3D scanning devices used in this research are not suited for large scale implementation, e.g. in product inspection.
3D solid modeling of composite pressure vessels
(2017-02-20) Ahvenainen, Antti
Insinööritieteiden korkeakoulu | Master's thesis
3D stress state change monitoring using displacement measurements
(2015-08-24) Ritala, Frans
Insinööritieteiden korkeakoulu | Master's thesis
The purpose of this Master’s thesis is to test stress estimation algorithm created in Tekes Green Mining Programs Dynamine project. The test were conducted in Bo-liden Kylylahti mine and included two different test sites. The test sites were first modelled using Rocscience Examine2D and Examine3D to enable comprehensive positioning of used instruments. In total 14 extensometers were installed to the mine. Prior to real data analysis the algorithm was tested using synthetic data created with Examine 2D program. This was done to ensure that the modelling selections done for this study were adequate for the algorithm to be used. The testing with synthetic data was divided into three separate parts: analysis with far field modelling, near field modelling and with shear stress. The data received from the measurements was first converted from displacements to strains. After this the rock mass response of each of the test sites were examined. Based on these examinations the amount of data was narrowed down. The actual analysis were only conducted to the 2D test site. As with synthetic data analysis, the analysis were done for both near and far field. The results from the analysis were not in realistic magnitude. For some measurements good fits were found between measured and estimated strains. To eliminate possible measurements errors also data received from Posiva’s ONKALO test was analyzed but the results were similar to results gained from Kylylahti mine. In the last part of the study reasons affecting to the results were covered. The main reasons were joints passing thru extensometers, rock mass modulus and disturbed rock mass, measurement inaccuracies caused by the used measurement equipment and inaccuracies caused by the used modelling software. Also improvements for further research were stated.
3D tulostus moottorikomponenttien valmistuksessa
(2016-06-13) Rajala, Henri
Insinööritieteiden korkeakoulu | Master's thesis
3D urban models and availability and accuracy of global navigation satellite systems
(2012) Israr, Sarmad
School of Engineering | Master's thesis
The aim of this thesis was to investigate if a combined constellation of global navigation satellite systems would increase the availability and accuracy of signals in urban canyons. This was done by using a 3-D data model. Achieving the aim was possible through integrating 3-D GIS with integrated GNSS. Hence the thesis has two parts. The first deals with the different GNSS and the second with 3D GIS. The method applied was Hillshade technique in ArcMap. A satellite (which could be modeled in ArcMap by taking its azimuth and elevation) was taken as an illumination source and it was checked if a particular satellite was visible from a given place or not. This was carried out for GPS, Galileo and GPS and Galileo combined. The azimuth and elevation were extracted for the complete constellations and then processed with python. MATLAB was used to compute the Geometric Dilution of Precision, which is a measure of how good the availability of signals is. The results revealed that there was a slight improvement with combined constellation of GPS and Galileo over the stand alone systems of GPS and Galileo. The conclusion was that the combined system would certainly improve the availability of signals and their accuracy; but it was also observed that it will not help pedestrians greatly. This can be supported further by the fact that the results are only based on the Geometric Dilution of Precision and many more factors are ignored which can affect the results in different ways.
3D-based tree detection in urban areas with airborne laser scanning
(2018-12-10) Heinaro, Einari
Insinööritieteiden korkeakoulu | Master's thesis
Urban trees are a valuable resource, as they affect the climate of cities, provide aesthetic and recreational value and maintain the biodiversity in the cities. Thus, cities and municipalities often keep tree registers for monitoring the condition of urban trees. Updating these registers with field measurements is laborious and time-consuming and thus there is a need to automate the updating process. Airborne laser scanning (ALS) provides an efficient option for the tree registry updating process, as it enables acquiring detailed three-dimensional (3D) data from large areas at once. This thesis studied the ALS-based urban tree monitoring process starting from the extraction of vegetation points from the ALS point cloud and ending in the detection and delineation of individual trees. One method was developed and tested for removing falsely classified vegetation points from a pre-classified point cloud. In addition, three individual tree detection (ITD) methods were developed and tested. Method 1 detected trees using region growing, method 2 divided the point cloud into horizontal slices and delineated the trees by merging clusters of each slice, and method 3 detected trees from a surface model. The method for removing falsely classified vegetation points produced varying results. Some false vegetation points originating from flat man-made objects were detected rather well, whereas the detection of vertical and narrow objects was very poor. In conclusion, the method by itself was not sufficient, but it could be used as a part of the vegetation point extraction process. The accuracy of the ITD methods was assessed by calculating the tree detection rates with distance thresholds ranging from 0.5 m to 6 m. The distance threshold determined the maximum locational difference between a delineated tree and a reference tree for these trees to be matched. The detection rates of ITD methods 1,2 and 3 ranged from 0.09 to 0.79, 0.14 to 0.79 and 0.11 to 0.50, respectively. The study showed that none of the tested methods perform sufficiently well by themselves, but a combination of methods 1 and 3 could be a suitable method for detecting urban trees.
3D-kiinteistönmuodostuksen vaikutukset maankäytön suunnittelulle
(2016-06-13) Jaskari, Eino
Insinööritieteiden korkeakoulu | Master's thesis
Tämä tutkimus selvitti 3D-kiinteistönmuodostuksen vaikutuksia maankäytön suunnittelulle. Vaikutuksia tarkasteltiin kiinteistönmuodostuksen, maankäytön suunnittelun ja rakennushankkeiden näkökulmasta. Aiempaa tutkimusta on tehty lähinnä 3D-kiinteistönmuodostuksesta yleisesti, mutta sen vaikutuksia maankäytön suunnittelulle ja rakennushankkeille ei ole ennen tätä merkittävästi tutkittu. Tutkimus toteutettiin kirjallisuustutkimuksena, jossa perehdyttiin kotimaassa ja ulkomailla tehtyihin julkaisuihin, jotka liittyivät 3D-kiinteistönmuodostukseen ja maankäytön suunnitteluun. Tätä kirjallisuustutkimusta tuettiin haastatteluilla, joista merkittävin oli lomakemuotoinen kysely ulkomaisille asiantuntijoille. Työtä varten tehtiin kirjallinen haastattelu myös Suomalaisille asiantuntijoille ulkomailta saatujen vastausten valossa. Tutkimuksen perusteella 3D-kiinteistönmuodostuksen vaikutukset maankäytön suunnittelulle ovat vähäiset. Merkittävin syy tähän on se, että jo perinteisiin 2D-kiinteistöihin käynyt maankäytön suunnittelun lainsäädäntö on pitkälti yhteensopivaa 3D-kiinteistönmuodostuksen kanssa. Tarve kolmiulotteiselle maankäytön suunnittelulle on asiantuntijoiden keskuudessa tunnistettu, mutta toistaiseksi suunnitelmia tämän eteenpäin viemiseksi ei ole laadittu. Kaavoituksessa katsotaan mahdolliseksi jo nykyiseltään määrätä useampitasoisesta suunnittelusta, ottamatta huomioon myöhemmin prosessissa eteen tulevaa kiinteistönmuodostusta. Asiantuntijoiden mielestä rakennushankkeiden kannalta kolmiulotteinen kiinteistönmuodostus mahdollistaa tavoitteidensa mukaisesti kiinteistöjen helpomman panttauksen esimerkiksi isoissa rakennuskomplekseissa. Rakennushankkeille toteutettavuuden katsotaan helpottuneen lähinnä hallinnallisesta näkökulmasta, mutta itse hankkeiden määrää tämä ei lisää. Joissain tilanteissa 3D-kiinteistöjen katsotaan tuovan jopa enemmän esiselvitystarpeita rakennushankkeissa verrattuna perinteisiin 2D-kiinteistöihin.
3D-mittaus- ja -mallinnusprosessit kulttuurin alan pelillistämisessä laajennetun todellisuuden avulla
(2019-10-21) Rantanen, Toni
Insinööritieteiden korkeakoulu | Master's thesis
Tässä tutkimuksessa selvitetään 3D-mittaus- ja -mallinnusprosessit, joilla erilaisista kulttuurin alan kohteista voi muodostaa automaattisesti tai puoliautomaattisesti pelimoottoriin soveltuvia 3D-malleja. Mallin kriteereiksi asetettiin soveltuvuus pelimoottorilla tehtävään visualisointiin ja pelillistämiseen laajennetun todellisuuden avulla. Työssä osallistuttiin osana tutkimusryhmää kolmeen erilaiseen esimerkkitapaukseen, joiden pohjalta soveltuvat prosessit johdettiin. Esimerkkitapausten kohteina olivat Dipoli, Kansallismuseon esineet ja Suomenlinnan vankityrmät. Mittausmenetelminä hyödynnettiin laserkeilausta, fotogrammetriaa ja syvyyskamerapohjaista mittausta. Kirjallisuuskatsauksessa tarkastellaan 3D-mittauksen ja -mallinnuksen sekä pelillistämisen ja peliteknologian hyödyntämisen nykytilaa. Lisäksi esitellään erilaisia kulttuurin alan sovelluksia sekä nykyaikaisten mittaus- ja mallinnusprosessien kulkua. Työn tuloksena syntyi menetelmäkohtaiset prosessikuvaukset pelimoottorikelpoisen 3D-mallin tuottamiseksi. Prosessikuvausten pohjalta pohdittiin menetelmien soveltuvuutta, toimintaa ja rajoituksia sekä vertailtiin tuloksia tutkimuskirjallisuuteen. Lisäksi tehtiin katsaus tulevaisuuden mahdollisuuksiin ja niiden vaikutuksiin esimerkkitapausten kannalta.
3D-suunnitteluprosessin tehostaminen sarjatuotteille
(2015-11-23) Laasanen, Juho
Insinööritieteiden korkeakoulu | Master's thesis
3D-tulosteet kommunikaatiovälineinä rakennusliiketoiminnassa.
(2017-06-12) Silvonen, Atte
Insinööritieteiden korkeakoulu | Master's thesis
Fyysisten pienoismallien käyttö rakennusalalla on tällä hetkellä hyvin vähäistä keskittyen lähinnä arkkitehtien omassa toiminnassaan käyttämiin malleihin. Arkkitehdit ovat perinteisesti valmistaneet malleja käsityönä, jolloin ulkopuolisille malleja tuotettaessa niiden kustannukset ovat olleet varsin korkeita. Tietokoneavusteisen suunnittelun ja numeerisesti ohjattujen työstökoneiden yleistyessä ja teknologioiden kehittyessä helpommin lähestyttäviksi mallinvalmistajat ovat ottaneet käyttöönsä muun muassa 3D-tulostimia, laserleikkureita ja CNC-työstökoneita. Näillä teknologioilla mallinvalmistuksen kustannuksista on voitu karsia merkittävästi. Tässä työssä tutkitaan kirjallisuusselvityksen ja oman empiirisen tutkimuksen kautta erilaisten pienoismallien kommunikaatioarvoa rakennusliiketoiminnassa. Empiirisen tutkimuksen mallit valmistetaan käyttäen työn toimeksiantajan hankkimaa 3D-tulostinta. Työssä pyritään selvittämään, millainen on fyysisten pienoismallien arvo suhteessa rakennusalalla laajasti käytettyihin tietomalleihin ja missä tilanteissa fyysisistä malleista saadaan irti suurin arvo. Fyysisillä malleilla todettiin olevan etuja, jotka ovat perusteltavissa käytettävyyden ja kognitiivisen psykologian sekä havaintopsykologian kautta. Kun malleja käytetään kommunikaation tukena erityisesti viestittäessä asiakkaalle tai rakennuskohteen käyttäjälle, on tärkeää, että viestinnän apuvälineenä käytetty malli tukee oppimista ja hahmottamista. Fyysisten mallien käsin kosketeltavuus tukee todistetusti keskittymiskykyä ja avaruudellista hahmotuskykyä sekä aktivoi käsien kautta aivoja kokonaisvaltaisemmin. Monet kokevat fyysiset pienoismallit ja niiden käytön positiiviseksi ja miellyttäväksi kokemukseksi, mikä osaltaan tukee esimerkiksi oppimista.
3D-tulostettujen preoperatiivisten mallien verifiointi optisella ja koordinaattimittauskoneella
(2017-06-12) Leppälä, Sami
Insinööritieteiden korkeakoulu | Master's thesis
3D-tulostaminen on mahdollistanut ja helpottanut täysin uudenlaisten mallien valmistamista. Valmistusmenetelmät ovat vastanneet erityisesti lääketieteen vaatimuksiin. Preoperatiiviset mallit auttavat toimenpidesuunnittelussa; niillä voidaan tehdä harjoituksia ja kokeita ennen varsinaista toimenpidettä. Tavoitteena on mallien avulla tehostaa lääketieteellisten operaatioiden tehokkuutta ja näin lopulta parantaa potilasturvallisuutta. Erilaiset 3D-tulostusmenetelmät ja mallien monipuoliset ja usein hankalat muodot vaikeuttavat niiden laadun verifiointia perinteisin mittausmenetelmin. Teollisuudessa koordinaattimittauskoneet ovat de facto -standardimittalaitteen asemassa, mutta optisten mittalaitteiden edut, kuten nopeus ja joustavuus, ovat lisänneet niiden suosiota. Tässä tutkimuksessa selvitetään erilaisilla 3D-tulostusmenetelmillä tuotettujen lääketieteellisten leukaluumallien laatua ja mittatarkkuutta. Mallit on tuotettu kaupallisesti tarjolla olevilla tulostusmenetelmillä: pursotuksella, sideaineen suihkutuksella, materiaalin suihkutuksella ja jauhepetisulatuksella. Verifiointimenetelminä on käytetty mallien visuaalista tarkastelua, 3D-skannausta optisella mittalaitteella ja koordinaattimittausta. Vertailukohtana fyysisille malleille on käytetty leukaluun CAD-mallia. Tutkimuksen tavoitteena on selvittää, miten kunkin tulostusmenetelmän ominaispiirteet näkyvät lopputuotteessa ja millä menetelmillä malleja voidaan järkevästi verifioida.

Browse

Browsing [dipl] Insinööritieteiden korkeakoulu / ENG by Title