LUJITEMUOVITEKNIIKA ERI TOIMIALOILLA. Lujitemuovien käyttö

Transkriptio

1 LUJITEMUOVITEKNIIKA ERI TOIMIALOILLA Lujitemuovien käyttö 1

2 LUJITEMUOVIEN KÄYTTÖ Tuulivoimateollisuus Veneenrakennusteollisuus Rakennusteollisuus Kuljetusvälineteollisuus Urheilu- ja vapaa- ajan välineteollisuus Ilmailuteollisuus Puolustusvälineteollisuus Terveydenhoito- ja lääketiede 2

3 Tuulivoimateollisuus Tuulivoimaloiden suunnittelun perusteita: Tehokkuus Huollettavuus Luotettavuus Pitkä käyttöikä Huollon helppous 3

4 Tuulivoimateollisuus Laparakenteet Mahdollisimman kevyitä Lapojen pituudet m saakka Mitä pidemmät lavat sitä suuremmat jäykkyysvaatimukset lapojen pinnassa olevalla lujitteella. Yleensä lasikuitulujitteista vinyyli- tai polyesterihartsipohjaista komposiittia. 4

5 Tuulivoimateollisuus Hiilikuitu lasikuidun kilpailija Kalliimpi materiaali Tuotekehityksessä tavoitteena tuottaa tuulienergiaa yhä halvemmalla Edellyttää jatkossa yhä kevyempiä rakenteita Alipaineinjektointi valtaamassa alaa perinteisemmiltä käsilaminoinnilta ja kelaukselta. 5

6 Tuulivoimateollisuus 3 MW:n WinWind- tuulivoimala (WinWind,Kuva-arkisto) 6

7 Tuulivoimateollisuus WinWind- tuulivoimalan konehuoneen suojarakenteet (Ekin Muovi Oy) 7

8 Veneenrakennusteollisuus Suurin lujitemuovien käyttäjä maassamme. Vuosittain n tonnia lujitemuoveja Lasikuitulujitteisesta polyesterihartsista on valmistettu veneitä jo luvulta saakka. Lujitemuovilla saavutetaan veneisiin riittävä lujuus ja jäykkyys. 8

9 Veneenrakennusteollisuus Lujiteveneiden suosio perustuu: Edulliseen hankintahintaan Helppohoitoisuuteen Ympäristöolosuhteiden ja kosteuden kestävyyteen. Lähes kaikki veneiden osat voidaan valmistaa lujitemuovista. 9

10 Veneenrakennusteollisuus Tavanomaisin valmistusmenetelmä: Polyesterimuovin käsinlaminointi Lujitteena lasikuitumatto tai lasikuituroving Toinen käytetty menetelmä katkokuituruiskutus Levymäisissä rakenteissa, jotka kantavat kuormia käytetään laminaattia tai kerroslevyjä. 10

11 Veneenrakennusteollisuus Erityisosien valmistuksessa käytössä myös: Pultruusio RTM- menetelmää Kuitukelaus Tulevaisuuden menetelmiä: RTM- menetelmää rungon valmistukseen kestomuovien käyttö matriisimateriaalina. 11

12 Veneenrakennusteollisuus Savonlinnalainen Esmarin Oy valmistaa alihankintana lujitemuovirunkoisia Bella- veneitä 12

13 Veneenrakennusteollisuus Vaativimmat kohteet kuten kilpaveneet: Hyvä lujuus/paino- suhde Hyvä iskusitkeys Lujitteina hiili-, aramidi- tai polyeteenikuituja kudoksina, yhdensuuntaistuotteina tai ommelkankaina. Matriisimateriaalina epoksi 13

14 Veneenrakennusteollisuus Valmistusmenetelmänä on käsinlaminointi kostuttamalla lujitteet ennen laminointia matriisimateriaalilla. Esikostutuksella varmistetaan oikea kuitupitoisuus lujitemuovissa. Kovetuksessa on alipaineavustus. Hartsista riippuen komposiitteja jälkikovetetaan korotetussa lämpötilassa. 14

15 Veneenrakennusteollisuus Kilpaileva muoviveneiden valmistusmenetelmä: Veneen runko muodostetaan kahdesta ABSkalvosta Kalvojen väliin injektoidaan vettä imemätön polyuretaanivaahto Veneen runko kevyt, iskuja kestävä, suhteellisen jäykkä ja uppoamaton kerroslevytyyppinen rakenne. Menetelmää käytetään Terhi- veneiden valmistuksessa. 15

16 Rakennusteollisuus Kestävyys yleisin vaatimus kaikissa rakentamiseen ja infrastruktuuriin liittyvissä kohteissa ja tuotteissa Komposiittimateriaalien etuja rakennusalalla: Korroosionkestävyys Keveys helppo asennus lämmön- ja sähköneristävyys 16

17 Rakennusteollisuus Kantavat rakenteet Ottavat vastaan: rakennuksen runkoon kohdistuvat käytöstä aiheutuvat kuormat (esimerkiksi hyötykuormat) Luonnonolosuhteista johtuvat kuormat Lumikuormat Tuulikuormat Lämpötilaeroista johtuvat kuormat 17

18 Rakennusteollisuus Kuormat siirtyvät rakennuksen runkoa pitkin perustuksille tarkoitukseen suunniteltujen rakenneosien välityksellä Laatat Palkit Pilarit Seinät muut rakenneosat Perustuksilta kuormat siirtyvät lopuksi maaperään 18

19 Rakennusteollisuus Kantavien rakenteiden tulee yleensä kestää myös palonaikaisia rasituksia tietyn ajan. Turvataan henkilöiden poistuminen rakennuksesta palotilanteessa. Valmistetaan monista eri rakennusmateriaaleista: Betoni Teräs Puu 19

20 Rakennusteollisuus Mitoitus: Suomen rakentamismääräyskokoelman materiaalikohtaisten ohjeiden B4-B10 mukaisesti Ohjeet käsittelevät myös kantavien rakenteiden valmistusta, laadunvalvontaa ja kelpoisuuden toteamista. 20

21 Rakennusteollisuus Lujitemuovien käyttö kantavissa rakenteissa: Suomen rakentamismääräyskokoelma ei tunne erikseen lujitemuoveja, eikä niille siten ole erikseen olemassa tyyppihyväksyntöjä eikä ohjeita. Lujitemuovien käyttö vaatii siten aina esim. suunnittelua ilman valmiita mitoitusohjeita sekä laadunvarmistusta käyttäen viranomaisvalvottuja työmaakokeita. 21

22 Rakennusteollisuus Rakenteiden vahvistaminen Hiilikuitukomposiittivahvistuksia Rakenteiden paino ei olennaisesti kasva Vahvistukset eivät muuta rakennuksen ulkonäköä Tyypillisiä kohteita mm: Lisäkerroksen rakentaminen Katon muuttaminen autojen paikoituskäyttöön Sillan käyttötarkoituksen muuttaminen 22

23 Rakennusteollisuus Hiilikomposiittivahvistuksen etuja: Keveys hyvä korroosion kesto lämpötilanvaihteluiden kest Hiilikomposiittivahvisteita: levyinä, nauhoina, tankoina ja kudoksina 23

24 Rakennusteollisuus Levymäiset ja nauhamaiset vahvisteet kiinnitetään betonin pintaan erikoisepoksiliimoilla Pilarit tuetaan kietomalla pilarin ympärille taipuisaa kudosta Estää tukipilarin nurjahtamisen ja pullahtamisen Tankomaiset vahvisteet kiinnitetään tavallisesti epoksiliimalla upottamalla pintaan tehtyyn uraan Hiilikuituvahvistuksen uskotaan yleistyvän sekä korjaus-, saneeraus- että uudisrakennuskohteissa. 24

25 Rakennusteollisuus Hiilikuituvahvisteita toimitetaan nauhoina, levyinä ja tankoina. Ne mahdollistavat lähes huomaamattoman vahvistamisen ja kevyen arkkitehtuurin.(teke) 25

26 Rakennusteollisuus Tukipilarien vahvistusta kietomalla ympärille hiilikuitukudosta (TEKE) 26

27 Rakennusteollisuus Betonin lujitus Perinteisesti lujitetaan teräsraudoituksilla Lujitemuoveista on kehitetty raudoitusteräksen korvaavia tuotteita Lujitemuoviset raudoitustangot soveltuvat kohteisiin, joissa betonin lujitteelta vaaditaan: Syöpymättömyyttä Sähkömagneettista neutraalisuutta Rakenteiden keveyttä Sähköistä ja termistä eristävyyttä. 27

28 Rakennusteollisuus Lujitemuoviset raudoitteet: Valmistus lasikuitulujitetusta vinyylihartsista Tangon tai harjateräksen profiilin muoto Tankojen tartunta sementtiin varmistetaan tankojen kvartsihiekkapinnoituksella Korroosionkestäviä Kestävät hyvin suolojen ja muiden kemiallisten aineiden vaikutuksia. Lujuus on noin kaksinkertainen teräksisten raudoitusterästen lujuuteen nähden ja paino noin neljäsosa vastaavan mittaisen teräksen painosta. 28

29 Rakennusteollisuus Lujitemuovisten raudoitteiden käyttö edellyttää rakennusviranomaisten erikoislupia. Suunnittelussa huomioitava komposiittimuovi- ja teräslujitettujen rakenteiden murtumamekaniikan erot. Lujitemuovivahvistettujen betonirakenteiden mitoitukselle löytyy kirjallisuudesta suosituksia. Vaaditun lujuuden täyttymisen liäksi, tulee mitoituksessa huomioida vielä: Särönmuodostuminen Rakenteen viruminen Huollettavuus 29

30 Rakennusteollisuus Lujitemuovivahvistettujen betonirakenteiden suunnittelijan nyrkkisäännöt: Teräsraudoitteet ja lujitemuovilujitteet eivät suoraan korvattavissa toisillaan. Matala leikkauslujuus ja kimmomoduli rajoittavat käyttökohteita Lujitetankoa voidaan kuormittaa jatkuvalla kuormalla, joka on vain n. 25 % taatusta lujuusarvosta 30

31 Rakennusteollisuus Lasikuitulujitetut lujitetangot on tarkoitettu vain betonin lujittamiseen. Ne eivät sovellu esim. betonin esijännittämiseen tai jälkijännityksiin 31

32 Rakennusteollisuus Lujitemuovisia betonilujitteita käytetään kohteissa, joissa suola ja kemikaalit aiheuttavat teräksen korroosiota materiaalit eivät saa olla sähköä johtavia tai magneettisia. 32

33 Rakennusteollisuus Lujitemuovilujitteiden käyttäkohteita: kloorisäiliöt jätevesialtaat aallonmurtajat ja merenalaiset rakenteet reaktorirungot magneettikuvauksissa käytettävät tilat betonirakenteet, joilta vaaditaan lujuutta ja keveyttä 33

34 Rakennusteollisuus Elementtirakenteet Uudis- ja korjausrakentamisessa läpimenoaika keskeinen tekijä kilpailutekijä Kevytrakenteiset, valmiiksi varustellut elementit vähentävät asennusaikaa työmaalla 34

35 Rakennusteollisuus Komposiitteja käytetään mm seuraavissa elementti- ja valmisosarakenteissa: parvekkeet kylpyhuone-elementit julkisivuelementit Oikeilla lujite- ja hartsiyhdistelmillä on myös mahdollista saavuttaa useat viralliset vaatimukset ja standardit. 35

36 Rakennusteollisuus Tilaelementti: Rakennuselementti, jossa on valmiina ainakin ylä- ja alapohja sekä päätyseinä. Valmistetaan yleensä elementtitehtaassa Pyritään varustamaan mahdollisimman pitkälle. Tyypillinen lujitemuovirakenteinen tilaelementti: kylpyhuone-elementti 36

37 Rakennusteollisuus Kylpyhuoneet ovat valmiita, pitkälle varustettuja moduulirakenteita Lujitemuovirakenteisia kylpyhuonemoduuleja käytetään: Uudis- ja kunnostusrakentamissa Laivanrakennusteollisuudessa Lujitemuovin etuja ovat lähes saumattomat ja kevyet rakenteet, muotoilun helppous, tiiviys ja homehtumisen estokyky 37

38 Rakennusteollisuus Sinex Oy:n valmistama komposiittikylpyhuone-elementti. Seinärakenteet uretaanitäytteistä lujitemuovia Lattia lujitemuovikerroslevyä. 38

39 Rakennusteollisuus Sekundääriset osat Ovia ja ikkunoita tehdään myös komposiittimuovista Kennomainen karmiosa tarjoaa hyvät lämmön- sekä meluneristys ominaisuudet Lujitemuovimuovi säänkestävä ja huoltovapaa materiaali (vertaa perinteiset puuikkunat). Muovin lämpölaajenemiskerroin on suurempi kuin puulla otettava huomioon jo rakennusvaiheessa 39

40 Rakennusteollisuus Komposiittirakenteinen, kennomainen ikkunakarmi yhdistettynä oikeaan lasimateriaaliin, jalokaasutäytteiseen välitilaan ja oikeisiin tiivistysratkaisuihin mahdollistaa erittäin energiatehokkaan ikkunan. 40

41 Rakennusteollisuus Passiivitaloissa käytettävien ikkunoiden lämmönläpäisykertoimen (U- arvon) tulee olla alle 0,8 W/m 2 K. Vaatimukseen on päästy mm. komposiittimuovisissa WIRUSikkunoissa superlasilla ja kammioeristyksellä. FN-Ikkuna Oy 41

42 Kuljetusvälineteollisuus Lujitemuovisovelluksia mm. Raideliikenteessä Tavarankuljetuksen ratkaisuissa Laivanrakennuksessa 42

43 Raideliikenne Lujitemuoveilla, jotka tulevat kasvattamaan lujitemuovien käyttöä raideliikennetuotteiden valmistuksessa: Keveys ja lujuus Muotoiltavuus Asennettavuus Puhtaanapidettävyys Lämmön ja tärinän eristävyys 43

44 Raideliikenne Talgo- kaksikerrosvaunun päätykate, Fibrocom Oy Pendolino- junan aluspeitteen sivuluukku, Fibrocom Oy 44

45 Raideliikenne Veturin ovi, komposiittimuovia, Fibrocom Oy Vaatimuksia: keveys, korkea lujuus, lämmön ja äänen eristyskyky, paloturvallisuusluokka UIC luokka A, helppo asennettavuus 45

46 Raideliikenne Joptek Oy Composites toimittaa juniin kevytrakenteisia sandwich- tyyppisiä lattiajärjestelmiä Keveys Jäykkyys Paloturvallisuus Äänieristävyys Tärinä- ja törmäyskestävyys Lämmöneristänyys ja lämpötilaerojen kestävyys Nopea asennettavuus 46

47 Tavaraliikenne Hyvä esimerkki lujitemuovien soveltuvuudesta kuljetusalalle on vuoden 2008 lujitemuovituote: Kemikaalikuljetussäiliö (Muovityö Hiltunen Oy). 47

48 Tavaraliikenne Tuotteessa on hyödynnetty Komposiittien tarjoamaa lujuutta, jäykkyyttä ja keveyttä. Pohjoisissa olosuhteissa kemikaalikuljetussäiliöön tarvitaan myös lämpöeriste. Tuotteessa säiliö on komposiittitekniikkaa hyväksikäyttäen valmistettu kerroslevyrakenteisena, jolloin lämpöeriste on osa kantavaa rakennetta. 48

49 Tavaraliikenne Rakenne täyttää vaarallisten kemikaalien kuljetuksiin vaadittavan ADR-luokituksen Säiliön keveys mahdollistaa raskaalle ajoneuvoyhdistelmälle noin kiloa suuremman hyötykuorman.» Säästö on melkoinen, kun joka kymmenes kemikaalirekka jää tieltä pois. 49

50 Laivanrakennus Komposiittirakenteita voidaan käyttää monissa laivanrakennuksen sovelluksissa rungon kuormaa kantavat osat kansirakenteet savupiiput ilmanvaihtotilat rampit mastot arkkitehtooniset rakenteet erilaiset laitteet ja kalusteet helikopterikannet 50

51 Urheilu- ja vapaa-ajan välineteollisuus Urheiluvälineiden tuotekehitys: Haetaan jatkuvasti parempia ratkaisuja tuotteiden suorituskyvyn lisäämiseksi Tärkeitä ominaisuuksia: keveys ja kestävyys välinekohtaiset ominaisuudet esim. jäykkyys tai kimmoisuus Lujitemuovit ovat korvanneet perinteisempiä materiaaleja, esim. puuta ja metalleja 51

52 Urheilu- ja vapaa-ajan välineteollisuus Lasikuidusta siirrytään yhä enenevässä määrin hiilikuituihin ja nanoputkimateriaaleihin Muita käytettyjä kuituja: Aramidi-, polyeteeni-, boorikuidut ja keraamiset kuidut. Usein useamman kuidun yhdistelmiä. Kudos- ja prepreg-materiaalit yleisiä Matriisimateriaalit: Epokseja Polyesteri- ja vinyylihartseja Kertamuoveja 52

53 Urheilu- ja vapaa-ajan välineteollisuus Sukset Ominaisuusvaatimukset käyttäjän aktiviteettitason mukaan: Kilpahiihtoon Aktiiviharrastajille Kuntoilijoille 53

54 Urheilu- ja vapaa-ajan Suksien rakenne: välineteollisuus Ultrakevyt kenno-osa Kuitulujitteiset jäykisteet hiilikuituja, aramidikuituja tai nanoputkia hybtoniittimatriisissa Lujitemuovisuksen ominaisuudet: Kevyt, kiertojäykkä suksi Elastiset ominaisuudet valittu käyttäjän aktiviteetin ja painon sekä käyttöolosuhteiden mukaan 54

55 Urheilu- ja vapaa-ajan välineteollisuus Peltosen Supra X- luistelukilpasuksi Nanoteknologialla Kevyempi Helpposhiihtoisempi Hiilikuiduilla erikoiskevyt kärki ja kanta Hyvä swingi 55

56 Urheilu- ja vapaa-ajan välineteollisuus Suksi- ja sauvakävelysauvat Valmistus pultruusion ja kelauksen yhdistävällä valmistusmenetelmällä Sauvoja valmistetaan jonkin verran myös kelaamalla sekä pregredistä Hiili- ja lasikuitulujitteet Hiilikuidun osuus lujitteessa kasvaa käyttövaatimusten kasvaessa Kilpahiihtäjillä jopa 100 % hiilikuitua Aramidikuiduilla voidaan parantaa iskulujuutta Kertamuovimatriisi 56

57 Urheilu- ja vapaa-ajan välineteollisuus Kotimainen Rex Wizard- hiihtosauva Huippukevyt Hiilikuidun avulla kevyeen sauvaputkeen on saatu lisää jäykkyyttä ja ennennäkemätön swingi. 57

58 Ilmailuteollisuus Ilmailuteollisuuden tuotteilta vaadittavia ominaisuuksia: Turvallisuus Korkeat laatuvaatimukset Laitteiden ja osien keveys Hiilidioksidipäästöjen vähentäminen lisännyt osaltaan keveysvaatimuksia 58

59 Ilmailuteollisuus Muovimatriisi lujitetaan tavallisesti hiilikuiduilla. Hiilikuiduilla lujitetuttujen osien pintakerroksiin voidaan lisätä aramidikuituja parantamaan osien iskusitkeyttä. Matriisimateriaalit tavallisimmin epokseja Hyvät lujuusominaisuudet Hyvä tarttuvuus. 59

60 Ilmailuteollisuus Sisustusmateriaalit fenolihartseja Palamattomuus Vähäinen savunmuodostusta Tiukat paloturvallisuusvaatimukset voidaan täyttää myös joillakin erikoiskestomuoveilla Käyttöä rajoittavat valmistustekniset ongelmat. 60

61 Ilmailuteollisuus Levymäiset lujitemuoviosat Pregredeistä käsinlaminoimalla tai käyttäen pregrediteipin levityskoneita Painesäiliöt ja muut pyörähdyskappaleet kuitukelaamalla Sisustuslevyinä kerroslevyjä 61

62 Ilmailuteollisuus Muita lentokoneiden osien valmistusmenetelmiä: Pultruusio RTM Lentokoneiden korkean turvallisuuden varmistamiseksi kaikki osat tarkastetaan: Silmämääräisesti Ultraäänitarkastuksin Usein myös röntgentarkastuksin 62

63 Ilmailuteollisuus Lujitemuovien käyttö lentokoneissa Alkoi jo luvulla Sotilaskoneet: Käyttö yleisempää kuin matkustajakoneissa Hiilikuitulujitteita yleisesti jo ja luvuilla Nykyisin hävittäjäkoneissa lujitemateriaalien osuus jopa yli puolet koneen rakennepainosta. Siivet, vakaimet, siivekkeet, peräsimet jne. 63

64 Ilmailuteollisuus JAS 39 Gripen- hävittäjä Rakennepainosta 26 % komposiittia (mm. siivet, peräsin, vakaimet). Siiven paksuin kohta koostuu 146 lujitekerroksesta. Vastaava siipi alumiinista kuusi kertaa raskaampi. 64

65 Ilmailuteollisuus Matkustajakoneissa on lujitemateriaalien käyttöönotto ollut hitaampaa Korkeat turvallisuusvaatimukset edellyttävät pitkiä käyttökokemuksia Kuitukomposiittien käyttökohteita ovat siivekkeet, peräsimet, laipat, lentojarrut, erilaiset muotosuojat ja luukut, potkurit ja sisustusosat 65

66 Ilmailuteollisuus Matkustajakoneiden hiilidioksidipäästöjen vähentäminen keventää koneita Boeing Dreamliner matkustajakone suorituskykyiisten muoviosien ansiosta aiempia malleja ympäristöystävällisempi. Noin puolet Dreamliner- koneesta on kuitukomposiitteja (lasi, hiili, kvartsi) Noin 20 % tavanomaista konetta kevyempi Painonvähennys pienentää polttoaineenkulutusta ja ilmanpäästöjä viidenneksen. 66

67 Ilmailuteollisuus Komposiittimateriaalit lisäävät myös matkustajamukavuutta lentokoneissa Koska komposiittirakenteet lujia, voidaan matkustamon ilmanpaine pitää tavanomaista korkeampana. Loiventaa aikaerorasitusta Ilmassa on enemmän happea, unettomuus vähenee. 67

68 Ilmailuteollisuus Komposiitit kestävät hyvin korroosiota Matkustamon kosteustasoa voidaan nostaa Vähentää silmien kuivumista ja nestehukkaa. Komposiittien korroosionkestävyys ja vähäinen kuluminen Vähentää koneiden huoltokustannuksia Boeingin mukaan noin 30 prosenttia Huoltovälit pidentyvät. 68

69 Ilmailuteollisuus Boeing Dreamliner- matkustajakone Komposiittimateriaalien ansiosta: kevyempi rakenne pienemmät ilmanpäästöt parempi matkustajamukavuus. 69

70 Puolustusvälineteollisuus Komposiittimuovit korvaamassa perinteisiä materiaaleja, terästä ja alumiinia. Komposiittimuoveilla saadaan ballistisen suojauksen tuotteissa toivottuja ominaisuuksia Keveys Iskunkestävyys Korroosion kestävyys jne. 70

71 Puolustusvälineteollisuus Tyypillisiä ballistisen suojauksen tuotteita, joissa komposiittimuoveja: Kypärät Monisuojajärjestelmät Miinanraivaus- ja luotikilvet Suojapaneelit Sekundäärisirpalesuojat. Lisäksi komposiittimateriaaleja kuljetuskalustoissa ja aseissa 71

72 Puolustusvälineteollisuus Kypärät Mahdollisimman laaja suojaus sirpaleita ja luoteja vastaan. Kypärän turvallisuustekijät: Laaja suojausalue Suuri energian absorbointikyky Äärimmäinen lujuus Pieni muodonmuutos osuman sattuessa 72

73 Puolustusvälineteollisuus Lujitemateriaalina kypärissä esiimpregnoitua aramidikuitu 73

74 Puolustusvälineteollisuus Sotilaskypärä Aramidikuitulujitus. (FY- Composites Oy) 74

75 Puolustusvälineteollisuus Suojakilvet ja -paneelit Sotilas-, poliisi- ja muuhun viranomaiskäyttöön. Tyypillisiä tuotteita ovat: erikoisjoukkojen kilvet, taktiset kilvet, kevyet luotikilvet, miinanraivauskilvet,ammusten purkuun tarkoitetut kilvet, harjoituskilvet (päivämäärä, jolloin työ on saatu lopulliseen muotoonsa) 75

76 Puolustusvälineteollisuus Kestävät hyvin UV-säteilyä Polttoaine- ja öljyroiskeita Ympäröivää lämpötilaa ja sen vaihteluita - 40 C C välillä Eivät absorboi kosteutta (päivämäärä, jolloin työ on saatu lopulliseen muotoonsa) 76

77 Puolustusvälineteollisuus Suojapaneelit voidaan säilyttää yöpymisen aikana teltan ympärillä (FY- Komposites) (päivämäärä, jolloin työ on saatu lopulliseen muotoonsa) 77

78 Terveydenhoitoala ja lääketiede Apuvälinetuotteet Lujitemuovimateriaalit korvanneet terästä ja alumiinia Pyörätuolien runkoja ja kelauspyörien vanteita valmistetaan kevyestä ja kestävästä hiilikuidusta (päivämäärä, jolloin työ on saatu lopulliseen muotoonsa) 78

79 Terveydenhoitoala ja lääketiede Hiilikuiturunkoinen aktiivipyörätuoli Progeo Joker Carbon (Inva-apuväline Oy) Kelauspyörät saatavissa myös hiilikuitupinnoilla Paino 9 kg, kantavuus 120 kg 79

80 Terveydenhoitoala ja lääketiede Proteesit Tavoitteena on menetetyn raajan toimintakyvyn palauttaminen Proteeseilta vaaditaan: Mukavuutta Kestävyyttä Alkuperäisen raajan toiminnan mahdollisimman hyvää simulointia. 80

81 Terveydenhoitoala ja lääketiede Avaintekijöitä onnistuneessa proteesin suunnittelussa ja valmistuksessa ovat kuhunkin käyttötarpeeseen oikeiden materiaalien ja komponenttien valinta. Alaraaja- ja reisiproteesien jalkateräkomponenteissa lujitemuovisia komponentteja Lujitteet hiilikuitua 81

82 Terveydenhoitoala ja lääketiede Niiden dynaamiset ominaisuudet tulevat parhaiten esille aktiiviliikunnassa ja päivittäisissä työrutiineissa. Hiilikuituiset jalkaterät Kevyitä. Kantaisku on joustava Kantaiskun aikana varastoituva energia vapautuu ja mahdollistaa kantatyönnön. 82

83 Terveydenhoitoala ja lääketiede Lonkkadisartikulaatio- ja hemipelvektomiaproteesien holkit Voidaan valmistaa perinteisen valamisen sijaan prepreg- hiilikuitumateriaalista yhdistettynä silikoniin Hiilikuitua käyttämällä saadaan kevyt ja tukeva lonkkakorin runko. 83

84 Terveydenhoitoala ja lääketiede Lonkkadisartikulaatio- ja hemipelvektomiaproteesit Tukeva- ja kevyt lonkkakori prepreg- hiilikuitua Jalkaterissä käytetään hiilikuitumateriaaleja asiakkaan käyttötarpeen ja aktiivisuuden mukaan. (Respecta Oy) 84

85 Terveydenhoitoala ja lääketiede Tukisidokset eli ortoosit Käytetään korvaamaan tukirangan, lihaksiston, luuston ja hermoston toimintapuutoksia ja - häiriöitä sekä virheasentojen korjaamiseen. Ortoosimateriaaleihin kuuluvat myös hiilikuitulujitteet. 85

86 Terveydenhoitoala ja lääketiede Hiilikuituvahvisteisia nilkkaortooseja (Respekta Oy) 86

87 Terveydenhoitoala ja lääketiede Luuvaurioiden korjaus Vaihtoehtoja Pankkiluu Siirränne toiselta henkilöltä Saattaa aiheuttaa hylkimisrektioita tai lisääntyneen tautien tartuntariskin Synteettiset biomateriaalit Metalleja, keraamisia aineita, muoveja, komposiitteja Yleisin titaani-implantti 87

88 Terveydenhoitoala ja lääketiede Titaani-implantin ongelmia: Muotoilu leikkaustilanteessa vaikeaa Metallin ja luun erilaiset biomekaaniset ominaisuudet Jännitystiloja ja implantin irtoamisia Titaani joustamaton, luu joustaa kuormituksessa Putkiluissa ja muissa suurissa luukorjauksissa tulisi implantin joustavuus (kimmomoduuli) saada samanlaiseksi luun kanssa 88

89 Terveydenhoitoala ja lääketiede Lasikuitulujitteisen muovin käyttö biomateriaalina Lasikuitulujituksen avulla muovin lujuutta ja joustavuutta voidaan räätälöidä halutulle tasolle. 89