Your basket is empty.
Webshop News Posts on topic: kierrätys
News
Materiaaliesittelyssä biopohjainen 3D-tulostusmateriaali
Biomateriaalia?
3D-tulostusta ei aina pidetä kovin ympäristöystävällisenä toimintana, mm. tulostuksen ja jälkikäsittelyn ohessa syntyvä mikromuovi on haitallista maa- ja vesiympäristöissä. 3D-tulostuksessa on jo pitkään käytetty maissitärkkelyksestä valmistettavaa polymaitohappo- eli PLA-muovia joka kyllä on jossain määrin biohajoavaa, mutta prosessi ei tapahdu kovin nopeasti. Toisaalta tämä on ymmärrettävää, sillä käyttöesineeksi tulostettavat kappaleet eivät saa olla “itsestään tuhoutuvia.” Ja vaikka itse pohjamateriaali olisikin lopulta hajoavaa, lisä- ja väriaineet harvemmin ovat.
Oululainen Brightplus-niminen kemian yritys on lähestynyt tätä ongelmaa kehittämällä edelleen PLA-muovin koostumusta ja valmistusprosessia. Heidän tavoitteenaan on ollut hyödyntää mahdollisimman pitkälle teollisuuden sivuvirtoja ja muita muutoin jätteeksi päätyviä materiaaleja omina raaka-aineinaan. Materiaalin tarkka koostumus on liikesalaisuus, mutta sen voi sanoa olevan kemiallisesti modifioitua, ristiinsilloitettua polyesteriä. Sen rakennusaineina on käytetty luonnon omia uusiutuvia monomeereja ja polymeereja, kuten esimerkiksi käymisteitse aikaansaatua maitohappoa ja karboksyylihappoja. BrightBio® teknologian ansiosta lähtöaineet ovat homogeenisesti sekaisin rakenteessa, ja kemiallinen ristiinsilloittuminen epäorgaanisilla ainesosilla parantaa biopolyesterin ominaisuuksia. Tarvittaessa näitä ainesosia vaihtamalla voidaan itse materiaalia muokata käyttökohteeseen sopivaksi. Tyypillisesti epäorgaaniset ainesosat ovat piin oksideja, jotka ovat maankuoren yleisintä ainetta esim. kallioperän kiviaineksessa tai biotuhkan silikaateissa. BrightBio® teknologian avulla komponentit ovat reagoitettu polyesteriksi molekyylitasolla, mikä tuottaa kirkkauden ja hyvät mekaaniset ominaisuudet. Nämä ominaisuudet ovat yhdistelmä PLA:n ja PETG:n parhaista puolista.
Perusmateriaalin lisäksi Brightplussalla on kiinnitetty huomiota myös väriaineisiin, jotka on valmistettu kokonaan luonnonmateriaaleista. Esimerkkinä sininen väri on peräisin värimorsinko-kasvista ja keltainen sipulista. Muita värien raaka-aineita ovat mm. kalkki, noki ja levät.
Eräs FFF-tulostuksen pienehkö lisäongelma on tyhjäksi jääneiden filamenttikelojen kierrätys tai hävittäminen. Useimmiten kelat ruiskupuristetaan eri muovilaaduista, yleisimpinä PP, PS ja SAN. Nämä kelat ovat erittäin kestäviä ja ne voitaisiin helposti käyttää moneen kertaan. Kelojen alhaisen hinnan vuoksi filamenttivalmistajien ei ole kuitenkaan mielekästä tarjota tällaista palvelua. Kierrätettävyyden parantamiseksi Brightplus ei käytä standardikeloja, vaan BrightBio-filamentit on kelattu samasta materiaalista FFF-tulostamalla valmistetulle kelalle.
Viherpesuako?
PLA-muovia markkinoidaan useasti biohajoavana, mutta ko. prosessi kestää todellisuudessa useita vuosia. Ja sinänsä aiheellinen kysymys on myös, että kun PLA-pohjainen muovimateriaali lopulta hajoaa, ovatko hajoamistuotteet kokonaan muita yhdisteitä vai mureneeko muovi vain entistäkin haitallisemmaksi mikromuovirakeiksi. Eräiden sivustojen (3DNatives, 2021 & All3DP 2021) mukaan PLA:n täydelliseen hajoamiseen kuluu luonnon olosuhteissa 80+ vuotta.
Myöskään itse “biohajoavuus” ei aina ole selkeä käsite. Laveasti ottaen lähes kaikki materiaalit ovat “biohajoavia” jos vain aikaa annetaan tarpeeksi. Asiasta on kuitenkin olemassa jotain standardeja, kuten Eurooppalainen EN13432, jonka mukaan jokin pakkaus tai polymeeri on “kompostoituva” jos vähintään 90% sen massasta muuntuu hiilipäästöiksi 6 kuukauden aikana teollisessa kompostointilaitoksessa ja jäljelle jäävien lisä- yms. aineiden osuus ei ylitä 1% kokonaismassasta.
Kompostoinnissa taas on puhe puhtaasti ihmisen aikaansaamasta prosessista, joka tapahtuu suljetussa tilassa mikro-organismien vaikutuksesta hallitussa kosteudessa ja lämpötilassa (55-75 C). Tämän kaltaisissa olosuhteissa PLA:n hajoamisprosessin kesto vaihtelee viikoista kuukausiin. Mutta näillä ei ole mitään tekemistä luonnollisten olosuhteiden kanssa ja siksi on hieman harhaanjohtavaa markkinoida materiaalia kuluttajille “biohajoavana.” Käytännössä PLA-pohjaiset tuotteet tulisi käsitellä kuten mikä tahansa muukin keinotekoinen materiaali eli saattaa se jätehuollon piiriin. Kestomuovina PLA:n kierrätys on myös mahdollista, kunhan sekaan ei päädy kontaminaatiota, i.e. muita muovilaatuja tai roskia.
Toinen keskeinen tekijä muovimateriaalin kierrätettävyyden (ja myös käyttöturvallisuuden) kannalta on peruspolymeerin lisä- ja seosaineistus. Lähes jokaisessa 3D-tulostusfilamentissa on ainakin yksi lisäaine, eli väriaine. Koska yksistään PLA:n nimellä myytäviä tulostusfilamentteja on lukemattomia, todelliset lisä- ja seosainepitoisuudet voivat olla lähes mitä tahansa. Pahimmillaan (tai parhaimmillaan) jopa 40% filamentin massasta voi olla jotain muuta kuin peruspolymeeria. Useasti tarkempi koostumus selviää materiaalin SDS-dokumentaatiosta ja voikin tulla yllätyksenä.
Kaiken tämän pohdinnan jälkeen, tulostusfilamenttien kohdalla olisi ehkä mielekkäämpää puhua “raaka-aineiden orgaanisuudesta” kuin biohajoavuudesta. Ja tässä pääosaan nousevat väri- ja muut lisäaineet ja niiden alkuperä. Ja juuri tällä BrightBio-filamentit pyrkivät erottumaan joukosta. BrightPlus ei ole maailman, tai edes Euroopan mittakaavassa ainoa filamenttivalmistaja, joka pyrkii hyödyntämään teollisuuden sivutuotteita.
Käytännön kokemuksia
Tähän mennessä meille on ehtinyt kertyä jo melko paljon kokemusta BrightBio-filamenttien tulostuksesta, sillä olemme testanneet heidän prototyyppifilamenttejaan jo kauan ennen materiaalin virallista julkaisemista. Näiden prototyyppien testikäytössä suurimmaksi ongelmaksi muodostuivat filamentin paksuusvaihtelut, sillä nämä filamentit oli pursotettu yksinkertaisilla koneilla jotka eivät tuottaneet kovin tasalaatuista lankaa. Tämäkin ongelma tosin korjaantui helposti sammuttamalla Ultimaker S-sarjan tulostimen syöttimessä sijaitseva filamenttisensori. Siirryttyämme tuotantolaatuiseen filamenttiin nämäkin pikkuvaivat katosivat.
Olemme tulostaneet erinäisillä BrightBio-filamenteilla hyvin erilaisia esineitä, alkaen lanseeraustilaisuuden kasviruukuista aina lautasliinatelineisiin (Kuva 1). Toiminnalliset osat ovat jääneet vähemmälle, sillä materiaali ei ole lujimmasta päästä PLA:n tapaan. Materiaalin tulostettavuus on “erittäin helppo,” ja tulostus onnistuu hyvin tavallisen PLA:n “Generic PLA” asetuksilla, vaikka TDS-dokumentissa suositellaankin käyttämään mallin jäähdytyspuhaltimille 50% nopeutta. Materiaalin tarttuvuus alustaan on juuri sopiva, ja se irtoaa PEI-flexplatesta siististi pienellä taivuttamisella. Emme ole testanneet BrightBion lasin “lastuamispotentiaalia”, mutta kokemuksen perusteella pitäisin sitä melko turvallisena lasille vaikka liiman käyttö unohtuisikin.
Kuva 1. Kaksikomponenttitulostuksella valmistettu lautasliinateline.
Allekirjoittaneen tulostukset ko. materiaalilla ovat keskittyneet erilaisiin testimalleihin, joukossa mm. tuttu 3DBenchy. Tämä malli tuli tulostettua Cura 4.12 julkaisun jälkeen, ja pitihän sitä sitten tarkistaa, ettei Elder puhunut pötyä kun väitti YouTube-videolla tulostusjäljen parantuneen huimasti asetusten hienosäädöllä. Ja toden totta, Draft 0.2 intent profilella tulostetun Benchyn pystyseinämillä näkyi huimasti enemmän “soimisilmiötä” mitä Default 0.2:lla. Tulostusaika tosin oli 48 min versus 87 min, eli tämä pinnanlaadun paraneminen tapahtuu kuten lähes aina, ajan kustannuksella. Tosin mielenkiintoisesti hytin ikkunoiden yläreunat pysyivät paremmin muodoissaan Draft 0.2:lla, ehkäpä suuttimen suurempi XY-nopeus ei anna materiaalille aikaa romahtaa alas. Default-profiililla tulostettu 3DBEnchy on esitelty kuvissa 2 ja 3.
Kuva 2. BrightBiosta Default 0.2 intent profilella tulostettu 3DBenchy, takaa.
Kuva 3. BrightBiosta Default 0.2 intent profilella tulostettu 3DBenchy, edestä.
Detaljien tulostumista testasin toisella koemallilla, jossa on mm. eripituisia siltoja ja overhang angleja (Kuva 4). Tämä malli tulostui lähes kympin arvoisesti, jopa 16 mm pituinen siltaosio pysyi paikoillaan eikä overhang anglen testipalojen alapinta romahdellut. Muidenkin yksityiskohtien toistuminen oli priimaa.
Kuva 4. Detaljien testimalli (linkki: https://www.thingiverse.com/thing:1019228 )
Saman arvion voi myös antaa muistakin toimistolla tulostetuista kappaleista. Kunnolla kalibroidulla kahden pursottimen koneella onnistuu hienosti myös kaksivärinen tulostus, kuten Kuvan 1 lautasliiinateline osoittaa. Eli näillä kokemuksilla käytän mielelläni BrightBioa omissa töissäni.
Materiaalit ovat ostettavissa verkkokaupassamme!
Ja lopuksi vielä linkit TDS- ja SDS-dokumentteihin, olkaapa hyvät:
Terveisin,
Aleksis Lehtonen
Support & Service- Maker3D
Viitteet:
3D Natives 2021: Is PLA filament actually biodegradable? WWW-sivusto: https://www.3dnatives.com/en/pla-filament-230720194/ (viitattu 1.12.2021)
All3DP 2021: Is PLA actually biodegradable? WWW-sivusto: https://all3dp.com/2/is-pla-biodegradable-what-you-really-need-to-know/ (viitattu 1.12.2021)
Brightplus ja Maker3D kehittävät biopohjaisia 3D-tulostusmateriaaleja
Tiedote 30.3.2021
3D-tulostukseen erikoistunut Maker3D ja biopohjaisia materiaaleja valmistava Brightplus ovat kehittäneet uuden ekologisen 3D-tulostusmateriaalin. Uudet bio- ja sivuvirtapohjaiset tulostusmateriaalit ovat saatavilla kesäkuussa 2021. 3D-tulostus sopii erityisen hyvin prototyyppien valmistukseen sekä monenlaisten kappaleiden tuotantoon. Ympäristöystävällisemmille tulostusmateriaaleille on jo pitkään ollut tarvetta ja kysyntää.
− Olemme erikoistuneet 3D-tulostettavien tuotteiden kehittämiseen ja pääpainona pidämme teknologian tarjoamia mahdollisuuksia. On hienoa päästä hyödyntämään asiantuntemustamme tämän uuden kestävän kehityksen mukaisen materiaaliperheen markkinoille tuomisessa, kertoo Maker3D:n toimitusjohtaja Jarkko Lohilahti.
Ympäristöystävällinen vaihtoehto 3D-tulostukseen
Ekologiset BrightBio® 3D-tulostusmateriaalit ovat biomuovipohjainen ja ympäristöystävällinen vaihtoehto 3D-tulostukseen. Materiaalien pohjana on käytetty patentoitua vihreään kemiaan perustuvaa BrightBio® teknologiaa, jonka avulla materiaaleissa voidaan hyödyntää monien eri teollisuuden alojen hyödyntämättömiä sivuvirtoja.
− Sivuvirtojen funktionaalisuuden ja teknologiamme avulla olemme optimoineet materiaalien tekniset ominaisuudet 3D-tulostukseen. Olemme toimittaneet ensimmäisiä eriä tuotetta Maker3D:lle testaukseen, ja palautteen perusteella vastaamme materiaaliominaisuuksiin erityisillä materiaalikemiallisilla koostumuksilla, kertoo Milja Hannu-Kuure, Brightplussan toimitusjohtaja.
Pian lanseerattavat sivuvirtapohjaiset materiaalit vähentävät kiertotalousvajetta ja biohajoavuutensa ansiosta eivät elinkaarensa päässäkään jätä ympäristöön haitallista pitkäikäistä mikromuovia.
− Materiaalien ominaisuuksia optimoidaan parhaillaan, mutta kehitysvaiheen materiaalia on jo saatavilla. Uusi ekologinen materiaaliperhe lanseerataan myöhemmin 3D-tulostuksen tuotantomateriaaliksi, Lohilahti kertoo.
Jos olet kiinnostunut materiaalien ennakkotilauksesta tai materiaalien soveltuvuudesta tuotteesi lopputuotantoon, otathan yhteyttä Jarkko Lohilahteen tai Milja Hannu-Kuureen.
Lisätietoja
Milja Hannu-Kuure
Toimitusjohtaja
Brightplus Oy
+358400 64 6533
milja.hannu-kuure@brightplus.com
Jarkko Lohilahti
Toimitusjohtaja
Maker3D
+358400565641
jarkko.lohilahti@maker3d.fi
Brightplus Oy
Brightplus on biopohjaisia materiaaleja valmistava suomalainen yritys. Tuotteisiimme kuuluu sulatyöstettäviä materiaaleja fossiilipohjaisten muovien korvaamiseen sekä barrieri- että vesipohjaisia pinnoitteita. Hyödynnämme BrightBio-tuotteissamme kestävän kehityksen ja kiertotalouden mukaisesti eri teollisuussektoreiden sivuvirtoja metsäteollisuudesta maatalouteen. Innovoimme tuotteita yhdessä asiakkaidemme kanssa, jotta ne sopivat suoraan heidän prosesseihinsa ja käyttötarkoituksiinsa lukuisilla eri toimialoilla. Lue lisää: https://www.brightplus.com/
Maker3D
Maker3D Oy on vuonna 2012 perustettu 3D-tulostukseen erikoistunut suomalainen yritys, joka tarjoaa asiakkailleen 3D-tulostuksen ratkaisuja. Päätoimipisteemme on Helsingin Hernesaaressa Telakkarannalla, josta operoimme globaalisti. Halumme alati kehittää palvelujamme näkyy toimintatavoissamme. Projektimme suoritetaan yritysyhteistyössä asiakkaidemme kanssa, jolloin molemminpuolinen tietotaito päivittyy työn ohella. Yli 1 000 projektin myötä olemme nousseet Suomessa alan tunnetuimpien yritysten joukkoon. Lue lisää: https://www.maker3d.fi/
KLM ja kierrätetty tulostusmateriaali
KLM Royal Dutch Airlines kerää ja kierrättää PET-juomapullot tulostusmateriaaliksi.
Kierrätettyä tulostusmateriaalia he käyttävät luodakseen 3D-tulostettuja tuotteita, joita käytetään muunmuassa kehitys- ja kunnossapitotöissä. KLM panostaa kestävään kehitykseen ja innovaatioihin heidän tuotekehityksessä. Tavoitteena on vähentää tuotannon kustannuksia ja vähentää ympäristöön kohdistuvia rasitteita samaan aikaan!
Heidän tähtäimessä on vähentää tuotettua jätettä 50% vuoteen 2030 mennessä (vuoteen 2011 verrattuna). Aiemmin raaka-aineet ostettiin alihankintana, joista yksi on PET. Nykyään se saadaan kerättyä lennoilta jäävistä muovipulloista. Vuorokautinen filamenttikulutus KLM:n kehitys- ja kunnossapitoyksiköllä on noin 1.5kg. Kierrätetyn raaka-aineen seurauksena materiaalikustannukset ovat pudonneet 60€->17€ /kg. Lisäksi heillä on mahdollista uusiokäyttää vanhat tulosteet raaka-ainetuotannossa.
KLM toimii yhdessä Hollantilaisen Ultimakerin kanssa, jonka tulostimia he käyttävät. Kiitosta on saanut varsinkin uusi Pro Bundle, joka sisältää Ultimaker S5 -tulostimen, Air Managerin ja Material Stationin. Ultimaker mahdollistaa kolmannen osapuolen materiaalin käytön vaivatta. Yksi erimerkki 3D-tulostetuista osista on maalauksessa käytettävä tulppa millä suojataan läpivientejä maalisuihkulta. Lisäksi KLM toimittaa osan tuottamastaan materiaalista paikalliselle "Local Makers" -pajalle, joka tuottaa yhteistyössä 3D-tulostettuja taloja lahjoiksi ensimmäisessä luokassa lentäville asiakkaille.
Voit lukea artikkelin kokonaisuudessaan osoitteessa: https://3dprintingindustry.com/news/klm-royal-dutch-airlines-recycles-water-bottles-to-make-3d-printed-tools-163810/