Paloluokitellun MDF-levyn soveltuvuus laserin runkomateriaaliksi

Abstract

Opinnäytetyön tarkoituksena oli selvittää, voidaanko paloluokiteltua MDF-levyä käyttää laserin runkomateriaalina. Levyn käytöllä haluttiin vaikuttaa rungon valmistuskustannuksiin, myös laitteen koko pystyttäisiin päättämään itse. Työn perustana toimi laserdioditekniikalla toteutettu PLH3D 6W laser. Materiaalitutkimus suoritettiin vertaamalla paloluokiteltua ja käsittelemätöntä MDF-levyä. Työssä keskityttiin tutkimaan laserin ja materiaalien mahdollisia paloturvallisuusriskejä unohtamatta työturvallisuutta laserin suuren tehon vuoksi. Työssä kohdattiin ongelmia materiaalin lämpötilamittauksissa, jonka myötä materiaalin tutkiminen toteutettiin lasersäteen läpäisyajan mittauksina. Läpäisyajan tutkiminen toteutettiin piste- ja hajasäteilymittauksina, joiden avulla saatiin tietoa paloprosessin etenemisestä materiaaleissa ja laserin materiaalin läpäisyajat. Pistesäteilyn analysoinnissa paloluokitellun ja käsittelemättömän MDF-levyn välillä havaittiin raja-arvot, joiden jälkeen materiaalit alkoivat käyttäytyä samalla tavalla. Hajasäteilyn analysoinnissa pystyttiin toteamaan laserin omaavan läpäisykyvyn, vaikka läpäisyaika onkin moninkertainen verrattuna pistesäteilyyn. Tulokseksi saatiin, että käsittelemätöntä MDF-levyä ei voi käyttää laserin runkomateriaalina suuren paloturvallisuusriskin vuoksi. Paloluokiteltu MDF-levy ei käy paljaana laserin runkomateriaaliksi hajasäteilyn polttavan ominaisuuden vuoksi. Ratkaisuna tähän suositellaan alumiinilevyn laminointia paloluokitellun MDF-levyn pintaan laserkammion sisäpintoihin, jotka toimisivat suojakerroksena.

The objective of this thesis was to determine if a fire resistant MDF board could be used as a laser frame material. By using fibreboard the main goal was to affect the manufacturing costs and the size of machine could also be decided. The thesis is based on laser diode technology made with the laser unit PLH3D 6W. Material examination was concluded by comparing fire resistant and untreated MDF board. A thesis concentrated on studying what possible fire hazards the laser and the used materials could cause and not forgetting work safety because of the high power of the laser. A thesis came across problems in the material temperature readings. For this reason, the material examination was done by measuring the penetration time of the laser beams through the material. The penetration time measurements of the laser beams were done in a focused and scattered beam forms which gave data about the scorching process development through the material and materials penetration times. When analyzing focused beam on fire resistant and untreated MDF board there was a threshold value found in both materials. After having reached the threshold values the materials started behaving the same way. After analyzing the scattered beam it was discovered that the laser has a penetration power even though it is multiple times longer compared to the focused beam. Based on the results, untreated MDF board cannot be used as a laser frame material, because of a high fire hazard risk. The fire resistant MDF board does not work as a plain laser frame material, because of the burning effect of the scattered beam. Suggested solution for this is that the aluminum plate is laminated on fire resistant MDF board surface on all the inside surfaces of the burning chamber of the lasers to work as a protective layer.