• 3D tulostus
• kiertotalous

Jotta muovien kierrätys toteutuisi riittävässä laajuudessa, on monipuolisten ratkaisujen kehittämien tärkeää. Biopohjaisten ja uusiomuovia hyödyntävien materiaalien kehitys 3D-tulostukseen on olennainen askel muovien kierrätysasteen lisäämisessä.

3D-tulostus, tuo tulevaisuuden valmistustapa. Mikä vuosituhannen alussa oli vain futuristinen kuvitelma löytyy nyt yhä useamman kuluttajan omasta kodista. Yhtä futuristiselta tuntuu ajatus biopohjaisista muoveista. Keskiverron kuluttajan mielessä sana ’biopohjainen’ mielletään hyväksi, luonnonläheiseksi asiaksi. ’Muovi’ taas tuo lähinnä mielikuvia massiivisista kaatopaikoista, valtamerien jätelautoista ja kertakäyttökulttuurista. Kuitenkin, yhä enemmän näille petrokemiallisuuden luomille, ihmeellisen kestäville materiaaleille (niin hyvässä kuin pahassa) kehitetään rinnalle biopohjaisia versioita. Näistä materiaaleista varmasti tällä hetkellä tunnetuin on 3D-tulostuksen maailmassa tuttu, fermentoidusta kasvitärkkelyksestä valmistettu PLA, eli polylaktidi-muovi.

Lasi- ja puukuitua muovin kaveriksi?

Projektissa testatut pääasiassa PLA-pohjaiset biomateriaalit oli vahvistettu hyvinkin erilaisilla ja innovatiivisilla täyteaineilla, kuten biohajoavalla lasikuidulla ja selluloosakuidulla. Jälkimmäisestä materiaalista tulostetut kappaleet tuntuvat miellyttävän puumaisilta, ja pienen jälkikäsittelyn jälkeen ne näyttävät enemmän puusta veistetyiltä kuin tulostetuilta. Kun asiaa tarkemmin miettii niin ihmettelee, miksei tätä ideaa ole jalostettu jo aiemmin? Suomessa on metsää silmänkantamattomiin ja metsäteollisuuden sivutuotteena syntynyttä ligniiniä eli puun sidosainetta tulee vuosittain niin paljon ylijäämää, että massaluvuista puhuttaessa mennään jo miljoonissa tonneissa. Prosessi ei tietenkään toimi vain sekoittamalla muovia ja puukuitua yhteen, kuten työssä selvisi. Jo valmistetut materiaalit ovat silti askel oikeaan suuntaan, ja niistä saatujen testien tuloksista on hyvä aloittaa kehittämään uusia, toimivimpia versioita.

Osaavalla materiaalikehityksellä kehitystä

Biopohjaisten muovien ja komposiittien testaus oli osa MMAM-hanketta (The Multicomponent Materials Centre of Expertise for Additive Manufacturing), jonka tavoite on edistää 3D-tulostamisen osaamista. Tähän Turun ammattikorkeakoulun, Turun yliopiston, Åbo Akademin sekä muiden yhteistyökumppaneiden osallistumaan hankkeeseen kuuluu myös erilaisten tulostusmateriaalien kehittäminen.

Materiaalien kehityksessä olennainen osa on tietysti niiden testaaminen kehityksen aikana. Tutkimuksessa käytetty isosuutillinen 3D-tulostin onkin kätevä tapa testata uusien materiaalien 3D-tulostettavuutta. Laitteella koeajojen aloittaminen on varsin vaivaton prosessi, ja eri tulostusparametrien hakeminen nopeaa. Koska tulostin sijaitsee Turun ammattikorkeakoulun prosessihallin tiloissa, voidaan siellä kehitettyjen materiaalien suorituskykyä testata välittömästi materiaalin valmistamisen jälkeen. Näin kehitysprosessi tapahtuu luontevammin.

Mikä olisi hienompaa, kuin tulostaa omalla 3D-tulostimella television kaukosäätimelle uusi paristokansi kierrätysmateriaalista, joka on tehty viime vuonna ostetusta kalkkunaleikkelepakkauksesta?

Leikkelepakkauksesta 3D-tulosteeksi

Biopohjaiset ja uusiomuovia hyödyntävät materiaalit tulevat olemaan ehdoton osa tulevaisuuden valmistusprosesseja yhdessä 3D-tulostuksen kanssa. Onkin siis ilmiselvää, että näiden kahden yhdistäminen on merkittävä askel kiertotalouden tehostamiseen. Tämän avulla saataisiin myös kuluttajat houkuteltua entistä enemmän kierrättämään. Pienemmillä jätehuoltokustannuksilla sitä on yritetty, nyt voitaisiin porkkanaksi ottaa omien pienhyödykkeiden valmistus. Mikä olisi hienompaa, kuin tulostaa omalla 3D-tulostimella television kaukosäätimelle uusi paristokansi kierrätysmateriaalista, joka on tehty viime vuonna kaupasta ostetusta kalkkunaleikkelepakkauksesta?

Lähteet

Saksi V. 2022 Biomuovien ja -komposiittien 3D-tulostettavuus – Theseus Turun ammattikorkeakoulun opinnäytetyö