Timanttinen juttu 3D-tulostajille

Blogit
Satu Pasanen
A 3D printing machine is printing a round shape

Tiimipäällikkö, erikoistutkija, kaksi tutkijaa, kolme tutkimusinsinööriä, tutkimusteknikko, tutkimusapulainen, taloussihteeri ja logistiikan järjestelijä. Keskusteluja, sähköposteja, tiedonhakuja, teknisten dokumenttien analysointia. Koneen ajoparametrien hakua, materiaalien prosessointia, koekappaleiden testaamista, materiaalin pakkaamista ja täysinäisten lavojen kuljetuksia kohti uutta määränpäätä.

Kaikki tämä tarvittiin, että valmistui uudenlainen, nanotimantteja sisältänyt muovimateriaali, jota kuluttaja voi nyt ostaa filamentiksi 3D-tulostukseen. Polylaktidipohjaisessa (PLA) filamentissa käytetty Carbodeonin uDiamond®-tuote sisältää halkaisijaltaan 4-6 nanometrin kokoisia timanttipartikkeleita, jotka parantavat materiaaliominaisuuksia, kuten mekaanista kestoa, ja tekevät tulostetusta kappaleesta entistä kestävämmän.

Tunnelma sähköistyy muovipilotin kulisseissa

Toimeksianto lähtee käyntiin hyväksytystä tarjouksesta. Koeajopäivät, prosessointi- ja testauslaitteet sekä tekijät vahvistetaan, mikä itsessään on jo iso kokonaisuus monen projektin käyttäessä samoja laitteita joskus yhtäkin aikaa. Ennen prosessoinnin aloittamista luetaan teknisiä dokumentteja, käydään läpi työn yksityiskohtia, mietitään kollegoiden kanssa ongelmatilanteiden ratkaisut jo etukäteen ja tehdään työohje.

Kokeellisen työn käynnistyessä tunnelma on sähköistynyt ja aavistuksen jännittävä, kun isoin prosessointilaite hyrähtää käyntiin. Onko materiaaleja kuivattu riittävästi? Toimivatko asetetut prosessointiparametrit? Onko ruuvigeometria materiaalille sopiva vai joudutaanko sitä muuttamaan? Ja missä on iso kuppi kahvia tutkijalle, joka on vasta heräämässä uuteen aamuun?

Prosessoinnin aikana otetaan näytteitä ja valmiista muovimateriaalista ruiskuvaletaan koekappaleita, joista yleisintä mallia kutsutaan sen muodon vuoksi tuttavallisemmin ”koiranluuksi”. DSC, DMA, HDT, lämmönjohtavuuden mittaus, mekaaninen koestus ja niin edelleen: muovimateriaali käy lävitse monta testiä, joiden tulokset analysoidaan ja raportoidaan.

Viimeisen materiaalisäkin täytyttyä lavojen pakkaus viimeistellään ja kuljetuksen noutohetki vahvistetaan. Kuljetusten kilpailutukset, lavojen punnitukset ja rahtikirjat on tehty. Rekan kaartaessa pihaan muovimateriaalit ovat valmiina matkaan, jota seurataan aina määränpäähän asti. Tähän mennessä toimeksiannon suorittamiseen on tarvittu monen tekijän mutkatonta yhteistyötä.

Ulospäin työmme on ratkaisu – sisältäpäin tiimityötä

Tiimityö on VTT:n vahvuus, joka näkyi tässä projektissa myös kahden kokeellisen ympäristömme mainiona yhteistyönä. Ennen muovimateriaalin saapumista Tampereelle se oli jo käynyt käsittelyssä Otaniemen kemian pilotissa, minkä jälkeen matka Tampereelle alkoi.

VTT:n Tampereen polymeeripilotissa muovimateriaali sulaprosessoitiin ja siitä valmistetut koekappaleet testattiin. Ensimmäinen 600 kilon muovimateriaalierä lähti rekan peräkontissa kohti seuraavaa määränpäätä, missä se jalostettiin kaupalliseksi tuotteeksi, 3D-filamentiksi. Pääsy kaupalliseen vaiheeseen on edellyttänyt pitkän aikavälin johdonmukaista tuotekehitystä, jota Carbodeon on tehnyt sekä yksin että yhdessä VTT:n kanssa.

Tutkimustyö on onnistumista ja epäonnistumista sekä näistä kummastakin oppimista. Joitakin unettomia öitä ja onnen kyyneleitä. Ja kahvia, paljon kahvia. Mutta kaikista eniten se on timantin kovien osaajien tiimityötä. Olimme tekemässä tätä kaupallista tuotetta ja olemme siitä ylpeitä.

Lehdistötiedote 12.9.2018 – VTT ja Carbodeon nopeuttivat 3D-tulostusta nanotimanteilla

Jaa