KOMPO on MuoviPlast-lehden vakiopalsta, jossa käsitellään monipuolisesti muovikomposiittien sovelluksia ja mahdollisuuksia.
Tampereen yliopistolla tutkitaan komposiitteja, joissa sekä lujite että muovi ovat biopohjaisia. (Kuva: Tampereen yliopisto)
Komposiittien kestävän kehityksen näkökulmia näkyy Euroopan komposiittialan yhdistyksen (EuCIA, eucia.eu) kokomassa kuvaajassa. Tuotteita ehkä käytetään vain kerran, mutta se kerta kestää vuosia.
Digitalisaatio Komposiiteille on tarjolla paljon digitaalisia työkaluja ja tietokanto- ja mitoittamiseen, digikaksosiin, elinkaarianalyysiin, ja korjaustar- peiden ja huollon ennusteisiin. Nykyiset automaattiset valmistuksen menetelmät tarjoavat mahdollisuuden optimoida numeerisesti tuo- tantoa - esimerkiksi energian ja materiaalin kulutuksen kannalta ja laadun varmistamiseksi. Materiaalimallit kattavat seossuhdemalleja, laminaattiteorian kaksiulotteisia malleja, komposiittispesifejä tilavuu- selementtejä elementtimenetelmän (FEM) sovelluksiin, ja edustavan tilavuuden (representative volume element, RVE) malleja multi-skaa- lasimulaatioon. Koneoppiminen luonnollisesti tehostaa optimointia. Ympäristönäkökohtia Komposiitit pärjäävät hyvin vertailussa muiden rakennemateriaali- en kanssa sillä niiden valmistamiseen kuluu merkittävästi vähem- män energiaa kuin vaikkapa teräksen valmistamiseen. Lisäksi sääs- töä muodostuu, kun kevyempien komposiittiosien kuljettamiseen ja asentamiseen kuluu vähemmän energiaa. Sekä ajoneuvojen, että nii- den lastien keveys parantaa polttoainetaloutta ja näin omalta osaltaan vähentää päästöjä. Tulevaisuudessa biomateriaalit lisääntyvät muovikomposiittien lujitteina sekä hartsien raaka-aineina, mikä lisää tämän materiaali- ryhmän ympäristöystävällisyyttä. Kaukana ei olla siitä, että pultruu- siolla voidaan valmistaa vaikkapa rakenneoptimoituja puunrunkoja! Puupohjaiset komposiitit korvaavat jo nyt keraameja saniteettikalus- teissa.
Myös komposiittien kierrätysteknologiat kehittyvät voimakkaas- ti. Erityisesti hiilikuitua halutaan pitää materiaalikierrossa mahdol- lisimman pitkään ja tämän mahdollistavaa teknologiaa on jo käy- tössä pienessä mittakaavassa (solvolyysi, pyrolyysi). Suomessa toimii koko maan kattava komposiittijätteen keräys- ja kierrätyssysteemi, KiMuRa-reitti (www.plastics.fi/kimura). Siinä pääasiassa teollisuuden komposiittijäte kerätään ja murskataan ja lopulta se käytetään se- menttiklinkkerin raaka-aineena (lasikuitu) ja prosessin tarvitsemana energialähteenä (hartsi). Näin ollen Suomessa ollaan hyvin varautu- neita siihen, kun tuulivoimaloiden lapoja alkaa tulla suuremmassa määrin kierrätysikään 2030-luvulla. Johtopäätökset Komposiittimateriaalit ovat todellinen tulevaisuuden materiaalien joukko. Ei vähiten siksi, että se on pitkäikäinen, kevyt ja sillä on suh- teellisen pieni hiilijalanjälki. On hyvä huomata, että komposiittima- teriaaleihin eivät lukeudu vain perinteiset lasi- ja hiilikuitulujitteiset muovikomposiitit. Komposiittimateriaalien kirjo laajenee kaiken aikaa ja optimaalisia materiaaliyhdistelmiä löytyy jatkossakin tulevaisuu- den muuttuvia, uudenlaisia vaatimuksia vastaamaan. Komposiitit on vielä nuori materiaali verrattuna perinteisiin materiaaleihin, ja monet sovellukset ovat vielä tutkimatta.
MUOVIPLAST 3/2024 27
Made with FlippingBook - Online magazine maker