3D-tulostuksen soveltuvuus käytännön konservointiin : keskittyen fotopolymeerihartsien ikääntymiseen
Hasunen, Jere (2024)
2024
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-2024051110910
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2024051110910
Tiivistelmä
Opinnäytetyöni tutkii 3D-tulostuksessa käytettyjen fotopolymeerihartsien soveltuvuutta konservointiin. Työssä keskitytään erityisesti fotopolymeerihartsien ikääntymisominaisuuksiin, koska näistä on kirjoitushetkellä hyvin vähän tutkimusta. Työn tarkoituksena on tuottaa tietoa 3D-tulostuksen hyödyistä ja käyttökohteista kulttuuriperinnön säilyttämistä ajatellen.
Opinnäytetyö käsittelee aluksi 3D-tulostuksen historiaa ja käy läpi yleisimmät 3D-tulostuksen tekniikat, kuten ne ovat määritelty ISO 52900:2021-standardissa. Työssä käsitellään erityisesti VPP-tulostimia, joiden materiaaleja tutkitaan työn käytännön osuudessa. Materiaaleja käsittelevässä osuudessa käydään läpi 3D-tulostuksen materiaaleja, keskittyen erityisesti fotopolymeerihartsien kemiallisiin ominaisuuksiin sekä fotopolymerisaation reaktiomuotoihin.
Opinnäytetyön käytännön osuus käsittelee fotopolymeerihartsien ikääntymistä, kuuden erilaisen fotopolymeerihartsin avulla. Testikappaleita ikäännytettiin laboratorio-oloissa ISO-4892-2:2021 standardin mukaisella kokeella. Lisäksi jokaiselle materiaalille tehtiin Oddy-testi. Kappaleiden ikääntymisen arvioimisessa keskityttiin kappaleissa mahdollisesti tapahtuviin värin tai koon muutoksiin. Kappaleiden väriä analysoitiin ikääntymisen aikana ja jälkeen vis-spektrofotometrin avulla. Samalla mitattiin ja punnittiin kappaleet, jotta voitiin tarkastella kappaleissa tapahtuvia mahdollisia fysikaalisia muutoksia. Materiaalien kemiallisia muutoksia tarkasteltiin FTIR-mittausten avulla. Testien tuloksia analysoitiin ISO 4582:2017-standardin mukaisesti.
Opinnäytetyössä saatiin hyviä tuloksia fotopolymeerihartsien muutosten etenemisestä ikääntymisen aikana. Värinmuutoksissa havaittiin selkeä nopea muutos kaikkien kappaleiden kohdalla jo testin alussa. Muutoksen intensiteetti kuitenkin vaihteli merkittävästi kappaleiden välillä. Fyysisissä ominaisuuksissa ei tapahtunut merkittävää muutosta missään materiaaleista. Lisäksi keramiikan täydennyskonservoinnista 3D-tulostuksen avulla saatiin lupaavia tuloksia, käyttäen edullista kuluttaja käyttöön tarkoitettua 3D-skanneria.
Opinnäytetyö käsittelee aluksi 3D-tulostuksen historiaa ja käy läpi yleisimmät 3D-tulostuksen tekniikat, kuten ne ovat määritelty ISO 52900:2021-standardissa. Työssä käsitellään erityisesti VPP-tulostimia, joiden materiaaleja tutkitaan työn käytännön osuudessa. Materiaaleja käsittelevässä osuudessa käydään läpi 3D-tulostuksen materiaaleja, keskittyen erityisesti fotopolymeerihartsien kemiallisiin ominaisuuksiin sekä fotopolymerisaation reaktiomuotoihin.
Opinnäytetyön käytännön osuus käsittelee fotopolymeerihartsien ikääntymistä, kuuden erilaisen fotopolymeerihartsin avulla. Testikappaleita ikäännytettiin laboratorio-oloissa ISO-4892-2:2021 standardin mukaisella kokeella. Lisäksi jokaiselle materiaalille tehtiin Oddy-testi. Kappaleiden ikääntymisen arvioimisessa keskityttiin kappaleissa mahdollisesti tapahtuviin värin tai koon muutoksiin. Kappaleiden väriä analysoitiin ikääntymisen aikana ja jälkeen vis-spektrofotometrin avulla. Samalla mitattiin ja punnittiin kappaleet, jotta voitiin tarkastella kappaleissa tapahtuvia mahdollisia fysikaalisia muutoksia. Materiaalien kemiallisia muutoksia tarkasteltiin FTIR-mittausten avulla. Testien tuloksia analysoitiin ISO 4582:2017-standardin mukaisesti.
Opinnäytetyössä saatiin hyviä tuloksia fotopolymeerihartsien muutosten etenemisestä ikääntymisen aikana. Värinmuutoksissa havaittiin selkeä nopea muutos kaikkien kappaleiden kohdalla jo testin alussa. Muutoksen intensiteetti kuitenkin vaihteli merkittävästi kappaleiden välillä. Fyysisissä ominaisuuksissa ei tapahtunut merkittävää muutosta missään materiaaleista. Lisäksi keramiikan täydennyskonservoinnista 3D-tulostuksen avulla saatiin lupaavia tuloksia, käyttäen edullista kuluttaja käyttöön tarkoitettua 3D-skanneria.