Sivuvirtojen hyödyntäminen muoviteollisuudessa

Abstract

Opinnäytetyössä tutkittiin mahdollisuutta kierrättää Ravelast Oy:n tuotannon sivuvirtana muodostunutta PA66-polymeerijätettä. Tutkimuksessa käytetty sivuvirtajäte syntyy muottivalujen ruiskutuskanavista. Ravelast Oy ei ole löytänyt tälle sivuvirtajätteelle käyttöä ja halusi teettää tutkimuksen, voidaanko tätä sivuvirtajätettä hyödyntää jatkojalostamalla sitä omassa tuotannossaan.

Sivuvirtana syntyneestä PA66-polymeerijätteestä valmistettiin 3D-tulostusfilamenttia eri seossuhteilla 3devon valmistamilla ja Lapin ammattikorkeakoulun hankkimilla laitteistoilla. Sivuvirtajäte murskattiin ja kuivattiin ennen pursotustestejä. Tutkimuksessa tuotettua PA66 3D-tulostusfilamenttia yritettiin myös 3D-tulostaa, vaihtelevalla menestyksellä.

Työ eteni pääsääntöisesti tavoitteiden mukaisesti, mutta tutkimuksen alussa tapahtui odottamattomia ongelmia, kuten pursotettavan PA66-polymeerin termistä hajoamista, laiterikkoja sekä materiaalisyötön loppumista pursotusruuvilta. Näistä ongelmista tehtiin kattava liiteosio, jossa esimerkiksi laitteiston korjaamista tarkastellaan. Lisäksi PA66-polymeeri osoittautui erittäin haastavaksi materiaaliksi, tuottaa siitä toimivaa 3D-tulostusfilamettia.

Tutkimuksen tuloksena saatiin valmistettua kohtalaisesti toimiva PA66 3D-tulostusfilamentti eri seossuhteilla. 3D-tulostaminen jäi laiterajoituksien vuoksi vähäiseksi. Tutkimuksesta voidaan todeta, että PA66-sivuvirtapolymeerin kierrättäminen tekemällä siitä 3D-tulostusfilamenttia, on lisälaitteiden avulla mahdollista. Saadulle tulostusfilamentille jäi jatkokehitysmahdollisuuksia esimerkiksi komposiitti muodossa, jonka avulla voitaisiin parantaa sen tulostettavuutta. Pelkkä seostamaton PA66 on erittäin hankalaa 3D-tulostaa, ja sen onnistuminen vaatii tulostimelta paljon. Tutkimus sisältää liikesalattavaa tietoa testien lopputuloksista ja käytetystä PA66-laadusta.

This thesis investigated the possibility of recycling PA66-polymer waste generated as a side stream of Ravelast Oy production, which is generated from the injection channels of mold castings. Ravelast Oy has not found a use for this side stream waste, so company wanted to commission research, to see if this side stream waste can be utilized by further processing it in its own production.

3D printing filament was made from PA66 side-flow polymer waste with different mixing ratios using equipment manufactured by 3devo and acquired by Lapland University of Applied Sciences. The side stream waste was crushed and dried before the extrusion tests. Attempts were also made to 3D print the PA66 filament obtained in the tests. 3D printing was successful with varying degrees of success.

As a rule, the work progressed in accordance with the objectives, but unexpected problems occurred at the beginning of the study, such as thermal decomposition of the extruded PA66 polymer, equipment breakdowns and the ending of material feed from the extrusion screw. A comprehensive appendix section was made of these problems, which examines, for example, hardware repair. In addition, PA66 polymer proved to be a particularly challenging material to produce a functional 3D printing filament.

As a result of the research, a moderately functional PA66 3D printing filament was created with different mixing ratios. Due to device limitations, 3D printing remained minimal. From the research can be concluded that the recycling of PA66 side-flow polymer into 3D printing filament is possible, with help of additional equipment. The 3D printing filament produced in the research has further development possibilities, for example in a composite form, which could improve its 3D printability. Pure unmixed PA66 is exceedingly difficult to 3D-print and requires a lot from the printer to succeed. The research contains confidential information about the results of the tests, and the grade of PA66 used in the study.