Kierrätysmuovit lisäävän valmistuksen raaka-aineena huoltovarmuuden tueksi

Abstract

Opinnäytetyön tavoitteena oli tutkia polyeteenin prosessointia 3D-tulostettavaksi filamentiksi huoltovarmuuden tueksi. Lisäävän valmistuksen kehittyminen on tuonut mahdollisuuksia tuoda tuotanto lähemmäksi käyttäjiä ja lisännyt joustavuutta tuotantoketjuihin. Tuotantoketjun varmistaminen on huoltovarmuuden kannalta keskeinen tekijä, sillä se mahdollistaa yhteiskunnan toiminnan ja ihmisten arjen jatkuvuuden myös häiriötilanteissa. Lisäävällä valmistuksella voidaan paikata tuotantoketjun heikkoja kohtia ja tuottaa kriittisiä osia perinteisen tuotannon tueksi.

Teoriaosassa perehdyttiin siihen, miten lisäävää valmistusta voidaan hyödyntää huoltovarmuuden parantamiseksi. Kokeellisessa osassa polyeteenistä valmistettiin filamenttia ekstruuderilla, ja sen halkaisijaa arvioitiin tasaisuuden ja laadun perusteella. Itse valmistetusta filamentista tulostetuista testisauvoista tutkittiin taivutusominaisuuksia ja tulostettavuutta, joita verrattiin kaupallisen filamentin tuloksiin. Lisäksi filamenteista tulostettiin nielunäytepuikkoja konkreettisiksi esimerkeiksi huoltovarmuudesta. Filamentin halkaisija oli epätasainen ja liian ohut, mikä vaikutti tulostettavuuteen. Filamentin taivutusominaisuudet vastasivat polyeteenin kirjallisuusarvoja, mutta tulostettavuus oli heikkoa erityisesti tarttuvuuden, kutistumisen ja vääntymisen vuoksi.

Tutkimus osoitti, että polyeteeni ei ole optimaalinen materiaali filamentin valmistukseen tai 3D-tulostukseen. Prosessi on sinänsä toimiva, mutta sen käyttöönotto huoltovarmuuden tueksi on aikaa vievää. Prosessin eri vaiheet on optimoitava materiaalin ominaisuuksien, käyttötarkoituksen, tulostettavan kappaleen ja materiaalikierron näkökulmasta. Jatkossa tulisi testata muitakin hylkymuovimateriaaleja sekä kartoittaa tulostettavaksi sopivia huoltovarmuutta parantavia osia.