"Lujuustestien tarkoituksena oli selvittää, olisiko palkeilla potentiaalia rakennusteollisuuteen."

Yritysprojekti: Palkkirakenteen 3D-kuumamuovaus

Opinnäytetyö:
I-palkit kuivaksi ja uuteen muotoon


”Työkalujen ja palkkiaihioiden valmistuttua tehtiin kuumamuovauskokeiluja, joissa palkkiaihio kuumamuovattiin lämmön ja paineen avulla muutamissa tunneissa tuorekosteudesta kuivaksi. Lisäksi palkki muokattiin haluttuun muotoon. Valmiit palkkiaihiot testattiin standardimittauksilla, joiden tarkoituksena oli selvittää, kuinka hyvin palkit pärjäisivät eri ominaisuuksissa markkinoilla oleville palkeille.”

Tavoite:
Projektissa tutkittiin kuumamuovausteknologialla valmistetun massiivipuisen I-palkkirakenteen valmistusta. Tutkimus jaettiin kahteen osaan. Ensimmäisen osan tavoitteena oli valmistaa massiivipuinen palkkiaihio onnistuneesti kuumamuovaamalla. Päätavoite oli prosessin aikana kuivata aihio tuorekosteasta puusepänkuivaksi muutamassa tunnissa sekä samalla profiloida palkkiaihio haluttuun muotoon. Toisen osan tarkoituksena oli valmistaa pidempiä I-palkkeja ja testata niiden lujuutta kolmipistetaivutuksella. Tuloksia verrattiin kuitulevyuumaisten I-palkkien vastaaviin arvoihin. Lujuustestien tarkoituksena oli selvittää, olisiko palkeilla potentiaalia rakennusteollisuuteen.

Toteutus:
Kuumamuovaukset tehtiin Lahden ammattikorkeakoulun puutekniikan laboratorion hydraulisilla lämpöpuristimilla. Raaka-aineena käytettiin koivuviilun sorvauksesta jääneitä tukin sydänosia eli purilaita, jotka saatiin Koskisen Oy:n koivuvaneritehtaalta. Purilaat sahattiin labrassa osiin sen mukaan, millaisia palkkeja haluttiin tehdä. Muovausta varten rakennettiin metallista puristustyökalut, joiden avulla palkkien muotoa pystyttiin muokkaamaan. Työkalujen ja palkkiaihioiden valmistuttua tehtiin kuumamuovauskokeiluja, joissa palkkiaihio kuumamuovattiin lämmön ja paineen avulla muutamissa tunneissa tuorekosteudesta kuivaksi. Lisäksi palkki muokattiin metallisilla työkaluilla haluttuun muotoon. Valmiit kuivat palkkiaihiot testattiin standardimittauksilla, joiden tarkoituksena oli selvittää, kuinka hyvin palkit pärjäisivät eri ominaisuuksissa markkinoilla oleville palkeille. Standardiselvityksen jälkeen havaittiin, että paras tapa palkkien testaukseen oli kolmen pisteen taivutus.

Lopputulos:
Palkkien valmistus onnistui vaihtelevasti. Eniten onnistumisia saatiin loppupuolella, kun lisätyökalujen ja puristinlaitteen asetukset ynnä muut oli optimoitu.  Itse mittaukset onnistuivat hyvin, ja lujuusarvot ylittivät monessa suhteessa kilpailijoiden vastaavat. Vielä vaaditaan kuitenkin paljon lisätutkimuksia, sillä nyt saadut tulokset olivat suuntaa-antavia, ja niitä tutkittiin vain yhdellä standardimittauksella. Vielä on tehtävä monta opinnäytetyötä, jotta tämä palkkituote saadaan markkinoille.