Etusivu » Vesitekniikka » Teollinen 3D-tulostus auttaa pienentämään vedenpuhdistuksen energiankulutusta
Sponsoroitu

Materiaalien ja valmistustekniikan valinnassa lasketaan helposti vain valmistuskustannuksia. Avainasemassa ovat kuitenkin kappaleen elinajan aikana saavutettavat hyödyt.

– Esimerkiksi vedenkäsittelyn menetelmien tehokkuuteen vaikuttaa se, miten kokonaisvaltaisesti pintojen aktiiviset kohdat saadaan kosketuksiin käsiteltävän veden kanssa. Puhdistuselementtien rakenteita voidaan myös käyttää kasvualustana leville tai bakteereille, jotka tehostavat veden puhdistusprosessia. Kokonaisvaltaisella lähestymisellä, virtauksen optimoinnilla ja tehokkaammalla puhdistuksella saadaan pumppauksessa merkittäviä energiansäästöjä, kertoo LUT-yliopiston erotustekniikan professori Eveliina Repo.

– Tuotesuunnittelun lähestymistapa ja ajattelumaailma täytyy keikauttaa lähtemään loppukäyttökohteen eikä valmistusmenetelmän vaatimuksista, lisää Turun yliopiston erikoistutkija, tekniikan tohtori Heidi Piili.

Tulostettujen komponenttien koko voi vaihdella muutamasta millimetristä metreihin, ja kappaleita voidaan liittää toisiinsa. Osat voivat olla hyvinkin monimutkaisia verkkorakenteita, koska materiaalia lisäävää valmistusta eivät koske normaalien valmistusmenetelmien rajoitukset.

Biomateriaaleilla päästään pienempään hiilijalanjälkeen

Teollisessa 3D-tulostuksessa materiaalien kirjo on laaja: metalleja, muoveja ja geopolymeerejä. Materiaalit voivat olla biopohjaisia, kierrätettyjä ja biohajoavia. Maailmalla tutkitaan hyvinkin eksoottisiin raaka-aineisiin, kuten ravunkuorten kitiiniin, pohjautuvia tulostusmateriaaleja. Materiaalien valinnassa painaa usein myös kiertotalousnäkökulma.

– Biopohjaisia materiaaleja pystytään muokkaamaan 3D-tulostuksen jälkeen kemiallisesti ja lisäämään näin kappaleiden toiminnallisuutta, sanoo Piili.

Teollisessa käytössä biopohjaisia tulostusmateriaaleja on vasta vähän käytössä, mutta tutkimus on aktiivista niin yritysten kuin tutkijoidenkin osalta.

– Teollisen 3D-tulostuksen kauneus on sovellusten määrässä. Uusien sovelluskohteiden ja liiketoimintojen löytäminen on kiinni vain innovatiivisuudesta. Mutta tarvitsisimme lisää julkisia, suomalaisia menestystarinoita. Monessa yrityksessä kehitys on vielä siinä vaiheessa, että tuloksia ei ole haluttu julkistaa, Piili kertoo.

– Jäteveden käsittelyä pyritään tekemään mahdollisimman edullisesti, jolloin ei esimerkiksi selvitetä, miten sivuvirroista voitaisiin kerätä arvokkaita komponentteja talteen. Yhdessä hankkeessamme tutkimme esimerkiksi metallien talteenottoa meriveden suolanpoiston sivuvirroista hyödyntämällä 3D-tulostettuja ioninvaihtomateriaaleja. Prosessia tehostamalla pystytään käsittelemään myös laimeita virtoja, Repo toteaa.

Materiaalia lisäävää valmistusta tutkitaan muun muassa seuraavissa hankkeissa:

• Suomen Akatemia: Kullan talteenotto vaihtoehtoisista raaka-aineista uusilla, 3D-tulostuksella toteutetuilla, sähkökemiallisilla reaktoreilla sekä Metal–organic framework -rakenteilla pinnoitetut, 3D-tulostetut substraatit vesisovelluksiin
• EU:n Horisontti 2020 -puiteohjelma: Sea4Value, Development of radical innovations to recover minerals and metals from seawater desalination brines
• Business Finland: 3D-tulostetut adsorbentit erotus- ja puhdistustekniikassa sekä 5R REFINERY
• Eemil Aaltosen Säätiö: Edistyneet menetelmät arvokkaiden metallien talteenottoon
• Turun yliopistolla on käynnistymässä kaksi uutta rahoituksen saanutta, lisäävän valmistuksen tutkimushanketta kevään 2022 aikana. Näistä tiedotetaan huhtikuun aikana. 

Kiinnostuitko 3D-tulostuksen tarjoamista mahdollisuuksista?

Next article