LAB-ammattikorkeakoulun Energia- ja kiertotalouden toimintaympäristöt (EKI) -hankkeessa vuonna 2021 valmistuneen kiertotalouslaboratorion yksi uusista hankinnoista on Anisoprint A3 Composer 3D-tulostin. Anisoprintin 3D-tulostustekniikka (CFC=Composite Fiber Coextrusion) eroaa perinteisestä pursotustekniikkaan perustuvasta FFF-tulostuksesta (FFF=Fused Filament Fabrication) siten, että yhden ekstruuderin eli suulakepuristimen sijaan niitä on kaksi, joista toinen muoville ja toinen kuidulle. (Anisoprint 2022a.) Linkki EKI-hankkeen kotisivulle.
Mallinnus ja Aura slicer-ohjelma
Tulostettava kappale mallinnetaan ensin CAD-ohjelmalla (esim. SolidWorks), minkä jälkeen mallinnus avataan Anisoprintin omassa Aura-ohjelmassa. Anisoprint Aura slicer on suunniteltu sekä jatkuvaan, kuitu-3D-tulostukseen patentoiduilla CFC-tulostimilla, että tavanomaiseen pursotustekniikkaan perustuvaan FFF-tulostukseen. Aura-ohjelman avulla voidaan säätää lukuisia eri tulostusparametrejä, kuten esimerkiksi sitä kuinka paljon hiilikuitua käytetään ja missä kohdassa sitä käytetään, jotta saadaan optimoitua valmistettavan kappaleen eri ominaisuuksia.
Anisoprint-tekniikka
Tekniikka soveltuu optimoitujen komposiittiosien ja -rakenteiden valmistukseen. Optimoiduilta osilta ja rakenteilta vaaditaan tiettyjä fysikaalisia ja mekaanisia ominaisuuksia. Termoplastiset polymeerit eli kestomuovit ovat uudelleen lämmön avulla muovattavia polymeerejä. (Hintsala 2013, 11) Anisprintin 3D-tulostusprosessissa matriisimuovina toimivaa kestomuovia voidaan vahvistaa jatkuvilla kuiduilla, yhdistää ja kovettaa yksivaiheisessa täysin automatisoidussa prosessissa, joka ei vaadi jälkikäsittelyä tai työkaluja. Kaksi matriisinen (lämpökovettuva + kestomuovi) menetelmä varmistaa alhaisen huokoisuuden, kuidun hyvän tartunnan polymeeriin sekä erinomaiset mekaaniset ominaisuudet. Lisäksi Anisoprintin tulostimissa on avoin muovimatriisi, mikä tarkoittaa, että sillä voidaan tulostaa kaikkia erilaisia kestomuovilaatuja. (Anisoprint 2022a.)
Anisoprint 3D-tulostuksen edut ja käyttökohteet
Laitteella voidaan tulostaa loppukäyttöosia, jotka ovat vahvempia, kevyempiä ja halvempia kuin niiden vastaavat osat, jotka on valmistettu muista materiaaleista (metalli, muovi, optimoimattomat komposiitit). Laite soveltuu myös kierrätysmuoveista ja kuiduista tehtäviin komposiittituotteisiin.
Anisoprint-tekniikalla on valmistettu mm. lentokoneen istuimien tukia. Optimoidun komposiittituotteen avulla voitiin korvata metallista valmistettu istuin tuki, jolloin lentokoneen painosta saatiin vähennettyä 25 kg painoa, joka puolestaan säästi polttoainetta vuositasolla 50 000 dollaria yhtä lentokonetta kohden. (Anisoprint 2022b)
LAB-ammattikorkeakoulun kiertotalouslaboratorio palvelee myös yrityksiä. Valikoimasta löytyy erilaisia vaihtoehtoja tutkimus, kehitys ja innovaatiotoimintaan. Myös yksiölliset räätälöinnit onnistuvat. Monipuolinen laitekanta mahdollistaa erilaiset pilotit sekä analysointi- ja asiantuntijapalvelut. Anisoprint 3D Composer mahdollistaa alueen yritysten kanssa yhteistyössä tehtävien uusien kestävien loppukäyttöosien prototyyppien suunnittelun ja valmistuksen. Linkki kiertotalouslaboratorion sivulle ja palvelukuvauksiin.
Kirjoittaja
Kusti Ruokamo toimii kehitysinsinöörinä LAB-ammattikorkeakoulun kiertotalouslaboratoriossa ja kiertotaloutta edistävissä hankkeissa.
Lähteet
Anisoprint. 2022a. Composite 3D printing 101. Viitattu 4.4.2022. Saatavilla. https://anisoprint.com/blog/composite3dprining101/
Anisoprint. 2022b. Aircraft seat support. Viitattu 4.4.2022. Saatavilla. https://anisoprint.com/cases/aircraft-seat-support/
Hintsala, T. 2013. Termoplastisen polyuretaanimateriaalin soveltuvuus mikronestekanavistojen kuumapuristamiseen rullalta rullalle painokoneella. Opinnäytetyö. Oulun seudun ammattikorkeakoulu. Viitattu 11.4.2022. Saatavilla. https://www.theseus.fi/bitstream/handle/10024/56046/Hintsala_Topi.pdf?sequence=1
Linkit
Linkki 1. LAB. 2022. EKI: Energia- ja kiertotalouden toimintaympäristöt. viitattu 04.04.2022. Saatavilla. https://lab.fi/fi/projekti/eki
Linkki 2. LAB. 2022. Laboratoriopalvelut. Kiertotalouslaboratorio. viitattu 04.04.2022. Saatavilla. https://lab.fi/fi/palvelu/kiertotalouslaboratorio
