Komposiitteja talon tapaan: Centria kehittää materiaaleja ja kierrätystä koko elinkaaren näkökulmasta
Komposiitit ovat tärkeitä kestävälle siirtymälle, mutta niiden kierrätys on yhä haaste. Centriassa kehitetään ratkaisuja, jotka yhdistävät materiaalikehityksen, kierrätyksen ja valmistuksen.
Nykyaikainen teollisuus tarvitsee komposiittimateriaaleja, joissa yhdistyvät keveys ja kestävyys. Niitä käytetään esimerkiksi tuulivoimaloissa, ajoneuvoissa ja veneissä. Haaste on kuitenkin ilmeinen: materiaalit toimivat erinomaisesti käytössä, mutta niiden kierrättäminen on vaikeaa.
Centrialla tähän haasteeseen on tartuttu laajasti. Komposiittitutkimus tarkastelee koko arvoketjua materiaalivalinnoista valmistukseen, käyttöön ja elinkaaren loppuvaiheisiin. Tavoitteena on löytää ratkaisuja, joissa materiaalien arvo säilyy mahdollisimman pitkään ja mahdollisimman tehokkaasti.
Komposiittien kierrätys ei ole suoraviivaista, eikä yhtä oikeaa ratkaisua ole. Joissakin tapauksissa tavoitteena on säilyttää kuitujen ominaisuudet ja hyödyntää niitä uudelleen, toisissa taas hartsien talteenotto tai kemialliset käsittelyt tarjoavat toimivampia vaihtoehtoja. Kierrätettävyyden lisäksi tulee selvittää, millainen ratkaisu on kannattava teknisesti, taloudellisesti ja ympäristön kannalta. Tätä arvioidaan esimerkiksi elinkaarilaskennan avulla, jossa vertaillaan eri vaihtoehtojen vaikutuksia.
Haasteet eivät ole aina yksittäisen toimijan ratkaistavissa. Centria on mukana useissa kansainvälisissä hankkeissa, joissa rakennetaan arvoketjuja ja yhteistyötä yli rajojen. Esimerkiksi Itämeren alueella tehtävä työ tähtää löytämään nopeasti kasvavan tuulivoimatuotannon komposiittijätteille toimivia ja skaalautuvia ratkaisuja. Samalla kehitetään tapoja tunnistaa materiaalivirtoja, yhdistää kierrätysratkaisut teollisiin tarpeisiin ja jakaa tietoa eri toimijoiden välillä.
Uusien materiaalien kehittämisen osalta Centriassa tutkitaan biopohjaisia komposiitteja, joissa fossiilisia raaka-aineita korvataan uusiutuvilla vaihtoehdoilla. PlastLabissa on testattu erilaisia luonnonmateriaaleja, jotka voivat tuoda komposiitteihin uusia ominaisuuksia ja samalla vähentää ympäristökuormaa sekä parantaa kierrätettävyyttä.
Kierrätettyjä materiaaleja voidaan käyttää uusien tuotteiden valmistuksessa 3D-tulostuksen avulla. Centriassa kehitetään prosesseja, joilla kierrätetyt kuidut ja muut materiaalit voidaan ottaa käyttöön eri mittakaavoissa, aina pienistä tulostimista teollisiin robottijärjestelmiin. 3D-tulostuksen rinnalle kehitetään myös monitoiminnallista työstöasemaa, joka mahdollistaa tulostettujen kappaleiden pintakäsittelyn.
Komposiittien kehityksellä on suora yhteys myös alueelliseen elinvoimaan. Kun paikallisia sivuvirtoja voidaan hyödyntää uusina materiaaleina, syntyy mahdollisuuksia uudenlaiseen liiketoimintaan. Materiaalien käsittely lähellä niiden syntypaikkaa vähentää kuljetuksia ja hukkaa ja samalla avaa uusia tapoja kehittää teollista toimintaa kestävämmin.
Tutustu muovikomposiitit ja 3D-tulostus -tutkimusryhmän toimintaan ja käynnissä oleviin hankkeisiin!