Nanomateriaalitulostimen ohjausyksikkö

Abstract

Insinöörityön tarkoituksena oli suunnitella ja toteuttaa nanomateriaalitulostimen ohjausyksikkö. Nanomateriaalit ovat kasvavassa osassa jokapäiväistä elämää. Näiden materiaalien tutkimus ja ymmärtäminen ovat välttämätön osa uusien ja kestävämpien laitteiden, vaatetuksen ja komponenttien valmistuksessa. Pinnoitettavat materiaalit vaihtelevat, ja pinnoitusprosessia halutaan automatisoida tarvittavan toistettavuuden saavuttamiseksi. Aalto-yliopisto tutkii näitä materiaaleja ja tarvitsi opiskelijakäyttöön soveltuvan helppokäyttöiseen laitteen.

Aiemmin näytteiden teko tapahtui käsin. Vapaalla kädellä ruiskutetut näytteet eivät ole toistettavissa riittävän tarkasti, sillä pinnoitteen paksuus vaihtelee suuttimen nopeudesta ja etäisyydestä riippuen. Lisäksi ruiskutusprosessi tuottaa nanomateriaaliliuossumua, joka on mahdollisesti terveydelle haitallista ja ruiskuttavan henkilön on pukeuduttava raskaaseen suojavarustukseen.

Näitä ongelmia lähdettiin ratkaisemaan suunnittelemalla tavalliseen 3D-tulostimeen ohjausyksikkö, joka mahdollistaa tulostimen käytön nanomateriaaliliuoksen levitykseen mekaanisesti. Mekaaninen levitys mahdollistaa toistettavissa olevien näytteiden teon ja vähentää näytteenottajan riskiä altistua nanomateriaaleille.

Ohjausyksikkö saatiin tuotua pisteeseen, jossa sitä voidaan käyttää nanomateriaalien levitykseen. Laite voidaan myös siirtää koekäytössä käytettyä tulostinta vastaavaan askelmoottorilla toimivaan 3D-tulostimeen. Tämän laitteen avulla nanomateriaalinäytteiden tulostaminen helpottuu huomattavasti ja sallii toistettavissa olevien näytteiden teon.