G5 Artikkeliväitöskirja
Chemically functional 3D printing : selective laser sintering of customizable metal scavengers (2019)

Lahtinen, E. (2019). Chemically functional 3D printing : selective laser sintering of customizable metal scavengers [Doctoral dissertation]. Jyväskylän yliopisto. JYU dissertations, 175. http://urn.fi/URN:ISBN:978-951-39-7994-2

JYU-tekijät tai -toimittajat

Julkaisun tiedot

Julkaisun kaikki tekijät tai toimittajat: Lahtinen, Elmeri

eISBN: 978-951-39-7994-2

Lehti tai sarja: JYU dissertations

eISSN: 2489-9003

Julkaisuvuosi: 2019

Sarjan numero: 175

Kirjan kokonaissivumäärä: 1 verkkoaineisto (71 sivua, 27 sivua useina numerointijaksoina)

Kustantaja: Jyväskylän yliopisto

Kustannuspaikka: Jyväskylä

Julkaisumaa: Suomi

Julkaisun kieli: englanti

Pysyvä verkko-osoite: http://urn.fi/URN:ISBN:978-951-39-7994-2

Julkaisun avoin saatavuus: Avoimesti saatavilla

Julkaisukanavan avoin saatavuus: Kokonaan avoin julkaisukanava

Tiivistelmä

Mielenkiinto teollisten prosessien ja jätteiden käsittelyn tehostamiseksi on luonut tarpeen kehittää uusia ja tehokkaita metallisieppareita. Moni nykyisistä prosesseista on suunniteltu toimimaan siten, että vain yksittäiset metallit otetaan talteen, kun taas muita metalleja käsitellään jätteenä. Pitkällä tähtäimellä tämä ei ole kestävä malli. Nykyisten metallien talteenottoprosessien yhdistäminen jo olemassa oleviin prosesseihin on usein haastavaa ja kallista, jonka vuoksi esimerkiksi prosessin sivutuotteena tulevien metallien talteenotto on yleensä heikolla tasolla. Tässä työssä selektiivisellä lasersintraus (SLS) 3D-tulostuksella valmistetaan kustomoitavia metallisieppareita, jotka voitaisiin helposti yhdistää jo olemassa oleviin prosesseihin. Yleensä 3D-tulostusta käytetään vain mekaanisen tai esteettisen funktion omaavien kappaleiden valmistukseen. Tässä työssä keskityttiin sen sijaan sisällyttämään 3D-tulostettuihin kappaleisiin kemiallinen funktionaalisuus. Valitun 3D-tulostusmenetelmän soveltuvuutta tähän tarkoitukseen arvioitiin tutkimalla mahdollisuutta muokata valmistettujen kappaleiden kemiallisia ja fysikaalisia ominaisuuksia. Tämän väitöskirjan johdannossa esitellään ensin tyypillisimpiä metallien talteenottomenetelmiä, joita verrataan SLS 3D-tulostuksella valmistettujen metallisieppareiden hyviin ja huonoihin puoliin. Tähän väitöskirjaan sisällytetyissä artikkeleissa esitellään erilaisten SLS 3D-tulostettujen metallisiepparisuodattimien valmistusta ja hyödyntämistä. Ensin kehitettiin menetelmä, jolla kulta voitiin erottaa selektiivisesti elektroniikkaromusta. Menetelmä hyödynsi SLS 3D-tulostettua metallisuodatinta, joka on valmistettu polyamidi-12 (PA12) -polymeeristä. Tämä suodatin saavutti lähes kvantitatiivisen kullan talteenoton hyvin haastavasta matriisista. Seuraavaksi kehitettiin menetelmä, jolla voitiin erottaa palladium ja platina vastaavasta matriisista hyödyntämällä SLS 3D-tulostettua suodatinta. Lopuksi metallien kierrätystä lähestyttiin eri näkökulmasta ja kehitettiin menetelmä, jolla 3D-tulostettu suodatin voitiin muuntaa suoraan funktionaaliseksi nanokatalyytiksi kullan talteenoton yhteydessä.

YSO-asiasanat: talteenotto; jalometallit; kiertotalous; suodattimet; 3D-tulostus; lasertekniikka; toiminnalliset materiaalit; polyamidi; kemialliset ominaisuudet

Vapaat asiasanat: metal separation; selective laser sintering

Liittyvät organisaatiot

OKM-raportointi: Kyllä

Raportointivuosi: 2019