Uusiomuovia käyttävän 3D-tulostimen konseptisuunnittelu
Komi, Antero (2016)
Kandidaatintyö
2016
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe201701041057
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe201701041057
Tiivistelmä
Tämän tutkimuksen tavoitteena oli selvittää uusiomuovia raaka-aineena käyttävän 3D-tulostimen suunnitteluun vaikuttavat tekijät ja mahdolliset raaka-aineet. Työ toteutettiin kirjallisuuskatsauksen ja järjestelmällisen teknisen suunnittelun avulla.
Fused deposition modeling -menetelmä (FDM) on yleisin edullisissa kuluttajatason tulostimissa käytetty 3D-tulostustekniikka. Polyetyleeni ja polypropyleeni ovat yleisimmät pakkausjätteestä löytyvät muovimateriaalit. Ne ovat ominaisuuksiltaa amorfisia. FDM-menetelmään sopivat parhaiten amorfiset polymeerit. Tulostimen vaatimukset muodostettiin moduulipakkausjärjestelmän ja nykyisiin laitteisiin verrattavien ominaisuuksien mukaiseksi.
Polyetyleeniä ja polypropyleeniä käyttämällä saavutetaan hyvä jätteen hyötykäyttö. Ne myös soveltuvat käytettäväksi FDM-menetelmää käyttävissä tulostimissa. Tulostimesta ideoitiin 3 konseptiratkaisua ideamatriisin perusteella, ja niiden arvioinnissa selvitettiin soveltumattomat ja muita selkeästi huonommat ratkaisut. Jatkotutkimukset voivat keskittyä tarkempaan suunnitteluun, tulostuskokeisiin tai ohjausjärjestelmän kehitykseen. The goal of this study was to examine the properties affecting the design of 3D-printer using recycled plastic as raw material. Also, the possible material options were to be discussed. Study was based on literature review and systematic machine design process.
Fused deposition modeling (FDM) is the most common technology used in consumer-grade printers nowadays. Polyethylene and polypropylene are the most common plastics found in packaging waste. They have amorphic material properties. FDM works best with these kinds of amorphic materials. Requirements for the printer design were drafted to suit a module packing system and to have comparable properties with current products.
Using polyethylene and polypropylene as the raw material results in efficient waste usage. It also is possible to use these materials with FDM-process printers. Three concept designs were drafted for the printer. In the analysis, incompatible and otherwise clearly inferior designs were found. Further research may focus on detailed design, printing tests or control system development.
Fused deposition modeling -menetelmä (FDM) on yleisin edullisissa kuluttajatason tulostimissa käytetty 3D-tulostustekniikka. Polyetyleeni ja polypropyleeni ovat yleisimmät pakkausjätteestä löytyvät muovimateriaalit. Ne ovat ominaisuuksiltaa amorfisia. FDM-menetelmään sopivat parhaiten amorfiset polymeerit. Tulostimen vaatimukset muodostettiin moduulipakkausjärjestelmän ja nykyisiin laitteisiin verrattavien ominaisuuksien mukaiseksi.
Polyetyleeniä ja polypropyleeniä käyttämällä saavutetaan hyvä jätteen hyötykäyttö. Ne myös soveltuvat käytettäväksi FDM-menetelmää käyttävissä tulostimissa. Tulostimesta ideoitiin 3 konseptiratkaisua ideamatriisin perusteella, ja niiden arvioinnissa selvitettiin soveltumattomat ja muita selkeästi huonommat ratkaisut. Jatkotutkimukset voivat keskittyä tarkempaan suunnitteluun, tulostuskokeisiin tai ohjausjärjestelmän kehitykseen.
Fused deposition modeling (FDM) is the most common technology used in consumer-grade printers nowadays. Polyethylene and polypropylene are the most common plastics found in packaging waste. They have amorphic material properties. FDM works best with these kinds of amorphic materials. Requirements for the printer design were drafted to suit a module packing system and to have comparable properties with current products.
Using polyethylene and polypropylene as the raw material results in efficient waste usage. It also is possible to use these materials with FDM-process printers. Three concept designs were drafted for the printer. In the analysis, incompatible and otherwise clearly inferior designs were found. Further research may focus on detailed design, printing tests or control system development.