Kierrätysmuovijätteen syöttölaitteiston suunnittelu
Riihinen, Matias (2021)
Riihinen, Matias
2021
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202103233707
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202103233707
Tiivistelmä
Opinnäytetyö tehtiin Head Recycle Systems Oy:lle syksyn 2020 aikana. Työssä suunniteltiin syöttölaitteisto osaksi materiaalinkäsittelylinjastoa. Työssä selvitettiin toimivin tapa käsiteltävän materiaalin esilajitteluun ja syöttämiseen. Selvityksen tueksi analysoitiin käsiteltävää materiaalia ja rakennettiin proof-of-concept-laite. Tärkeimmät laitteelle asetetut vaatimukset olivat kyky erotella jatkokäsittelyyn kelpaava 2D-materiaali ja ei-toivottu 3D-materiaali toisistaan sekä syöttää suurena määränä saapuva materiaali eteenpäin hallitusti. Laitteelle asetettujen reunaehtojen ja käytännön testien perusteella suunniteltiin laitteesta 3D-malli sekä mitoitettiin ja esivalittiin tärkeimmät komponentit.
Tärkeimmät suunnittelun työkalut olivat Solidworks- ja Microsoft Office -ohjelmistot. Suunnittelutyön alussa kerättiin tietoa muovimateriaalin käsittelytavoista ja muovien ominaisuuksista. Käytännön testit osoittivat proof-of-concept-laitteen toimivaksi, joten se määritti tuotekehitysprosessin suuntaa jo varhaisessa vaiheessa. Suunnittelutyön edetessä havaittiin valitussa ratkaisuvaihtoehdossa kuitenkin mekaanisia haasteita osien liikeradoissa ja laitteen kokoonpanossa. Mekaniikkaan liittyvät haasteet ratkaistiin integroimalla useita osia suuriksi kokonaisuuksiksi sekä vähentämällä liikkuvien osien määrää. Tämä yksinkertaisti geometriaa säilyttäen silti aiemmin toimiviksi todetut ratkaisut.
Laite suunniteltiin toimimaan siten, että se poimii jatkokäsittelyyn kelpaavaa 2D-materiaalia pyörivien piikkien avulla. Piikkien ympärillä on tietyssä kohtaa suulakkeet, joista puhalletaan ilmaa suurella nopeudella. Tämä ilmavirtaus irrottaa 2D-materiaalin ja lennättää sen käsittelylinjastolla eteenpäin seuraavalle kuljettimelle. Ilmavirta myös erottelee 2D-materiaalin seasta pois painavat materiaalit, sillä ne eivät lennä ilmavirran vaikutuksesta yhtä kauas. Ei-toivottu materiaali, joka ei lähde piikkien matkaan, jää laitteen taakse hihnakuljettimelle, josta se poistetaan erillisellä tyhjennystoiminnolla hylätyn materiaalin kuljettimelle.
Tärkeimmät suunnittelun työkalut olivat Solidworks- ja Microsoft Office -ohjelmistot. Suunnittelutyön alussa kerättiin tietoa muovimateriaalin käsittelytavoista ja muovien ominaisuuksista. Käytännön testit osoittivat proof-of-concept-laitteen toimivaksi, joten se määritti tuotekehitysprosessin suuntaa jo varhaisessa vaiheessa. Suunnittelutyön edetessä havaittiin valitussa ratkaisuvaihtoehdossa kuitenkin mekaanisia haasteita osien liikeradoissa ja laitteen kokoonpanossa. Mekaniikkaan liittyvät haasteet ratkaistiin integroimalla useita osia suuriksi kokonaisuuksiksi sekä vähentämällä liikkuvien osien määrää. Tämä yksinkertaisti geometriaa säilyttäen silti aiemmin toimiviksi todetut ratkaisut.
Laite suunniteltiin toimimaan siten, että se poimii jatkokäsittelyyn kelpaavaa 2D-materiaalia pyörivien piikkien avulla. Piikkien ympärillä on tietyssä kohtaa suulakkeet, joista puhalletaan ilmaa suurella nopeudella. Tämä ilmavirtaus irrottaa 2D-materiaalin ja lennättää sen käsittelylinjastolla eteenpäin seuraavalle kuljettimelle. Ilmavirta myös erottelee 2D-materiaalin seasta pois painavat materiaalit, sillä ne eivät lennä ilmavirran vaikutuksesta yhtä kauas. Ei-toivottu materiaali, joka ei lähde piikkien matkaan, jää laitteen taakse hihnakuljettimelle, josta se poistetaan erillisellä tyhjennystoiminnolla hylätyn materiaalin kuljettimelle.