(Kuva: Pekka Haapala. PLA-vesirutosta tulostettu minikuksa)
(Biomassat kiertoon Koillismaalla -hanke on tuottanut informatiivisen julkaisusarjan hankkeen tuotoksista ja raporteista. Julkaisemme kirsikkana kakun päällä hankeyhteistyöstä syntyneen kokeilun tuloksia.).
Vesirutto on Koillismaan vesistöissä yleistynyt vieraslaji, jonka poistamista ja jatkokäyttöä on kehitelty Biomassat kiertoon Koillismaalla -hankkeessa kiertotalouden periaatteen mukaisesti. Hanke toimitti vesiruttoa 3D -tulostusmateriaalikokeiluun. Kokeilu tehtiin Centriassa, joka on osatoteuttajana KASVA- hankkeessa. Tutkimuksessa selvitettiin, voisiko järvissä yleinen vesirutto toimia ekologisena lisäaineena 3D-tulostusmateriaalissa. Tarkoituksena oli sekoittaa kuivattua vesiruttojauhetta tunnettuun biopohjaiseen muoviin, PLA:han, ja selvittää, voiko tästä yhdistelmästä valmistaa toimivaa 3D-tulostusfilamenttia.
Vesiruttoa kerättiin Kuusamossa 10,9 kg ja se toimitettiin Centrialle pakastekuljetuksena. Centriassa vesiruttomassa sulatettiin ja kuivattiin uunipellillä uunissa pitkään (keskiarvo noin 33,5 tuntia per 500 g näyte). Kuivauksen jälkeen näyte jauhettiin ja seulottiin 0,5 mm seulalla. Kuivaa jauhetta saatiin vain 883 grammaa kyseisestä määrästä märkää vesiruttoa. Vesiruton kuivaaminen on työlästä ja hidasta, koska se sisältää paljon vettä.
Kuivatusta vesirutosta sekä vesirutto–PLA-seoksista tehtiin lämpöanalyysi, jonka avulla selvitettiin: miten materiaali käyttäytyy kuumennettaessa, milloin se hajoaa sekä paljonko siinä on haihtuvia aineita. Analyysin avulla määritettiin, sopiiko materiaali sulattamiseen ja 3D-tulostukseen.
Vesiruttojauhetta sekoitettiin PLA-muoviin kahdella seossuhteella: 5 % vesiruttoa + 95 % PLA ja 10 % vesiruttoa + 90 % PLA. Sekoittaminen tehtiin sulattamalla materiaalit yhdessä erityisessä ruuviekstruuderissa. Prosessi onnistui hyvin, ja lopputuotteena saatiin raaka-aine, josta voitiin valmistaa 3D-tulostusfilamenttia molemmista pitoisuuksista.
Filamentti oli joustavaa ja näytti toimivan 3D-tulostimessa yllättävän hyvin. Suurempi vesiruton määrä (10 %) vaati matalamman tulostuslämpötilan. Tulostamiseen haasteita toivat filamentin paksuuden vaihtelu (1,39–2,11 mm), vesiruttojauhepartikkelien karkeus sekä filamentin herkkä katkeaminen. Pienien kappaleiden tulostaminen onnistui kuitenkin hyvin.
PLA-vesiruttofilamentti osoittautui lupaavaksi biomateriaaliksi, joka toimi teknisesti 3D-tulostuksessa. Prosessi vaatii kuitenkin jatkokehittämistä, ennen kuin siitä voisi tulla kaupallisesti kilpailukykyinen vaihtoehto. Potentiaalia jatkokehityksessä on erityisesti kiertotalouden ja kotimaisen biomassan hyödyntämisen näkökulmasta.
Pilottitutkimus tehtiin osana EU:n osarahoittamaa KASVA– Kestävää kasvua mikro- ja pienyrityksiin TKI-toimijoiden ja yrityspalveluiden maakunnallisella yhteistyöllä -hanketta. Hanketta ovat toteuttaneet Pohjois-Pohjanmaan liiton alueella Oulun Yliopisto, Centria-ammattikorkeakoulu, Haapaveden-Siikalatvan seudun kuntayhtymä, Koillis-Suomen kehittämisyhtiö Naturpolis Oy, Limingan kunta, Nivala-Haapajärven seutu NIHAK ry, Pohjois-Pohjanmaan Yrittäjät ry ja Utajärven Yrityspuisto Oy.
Lue Centrian koko raportti tästä linkistä: https://net.centria.fi/wp-content/uploads/2025/11/Vesiruton-soveltuvuus-3D-tulostusmateriaaliksi.pdf
Lisätietoja:
Centria-ammattikorkeakoulu:
Hanna Tölli
TKI-koordinaattori
