Uudenaikaisen lääketieteellisen komposiittimateriaalin vaihtoehtoiset sovellukset ja markkinamahdollisuudet

The main goal of this thesis was to look into the material’s possibilities to be used in new applications and to move into new market areas. One of the objectives was to find at least one concept, which would be worth of further development. The tensile strength, water absorption ability and behavior in vacuum moulding were tested to have references when comparing to other products. The literature review of the thesis includes information about the structural characteristics of composites and introduction of other composite materials for comparison to the material under investigation. The technical characteristics of the material are presented in this connection. The methodology used to generate new concepts included design thinking, workshops, prototyping and screening and scoring of the concepts. Design thinking as a way of analysis gave the product development process also a social dimension, which is crucial for the further development of the product. Workshops and prototypes brought direct consumer and customer response, which was then used in the screening of the concepts. The direction of the further development was defined according to a systematic concept screening and scoring. This approach also resulted as documentation for later use. The most important findings considering the material were the high water absorbance tendency in 70 °C and its suitability for vacuum moulding. After two iteration cycles the concept of packaging use proved to be the most potential one. The characteristics supporting the packaging use were the low working temperature of the material (~65 °C), 3D mouldability and compatibility with other materials. Limitations in production volumes and low knowledge of certain characteristics, e.g. puncture resistance and shrinkage while cooling down, are the main drawbacks for this application. The measurements conducted in this thesis were initial, and to verify the results, the measurements should be repeated. Considering other properties, biodegradability should be taken under deeper examination. To develop the packaging concept further and to gather direct feedback from potential customers and consumers, hands-on workshops should be organized. Wider knowledge of the material properties would aid the possible new product to enter the market.Tämän työn tavoitteena oli selvittää tarkastelussa olevan materiaalin mahdollisuuksia siirtyä uusiin käyttötarkoituksiin ja uusille markkinoille. Päämääränä oli löytää ainakin yksi konsepti, jota kannattaisi kehittää edelleen. Jotta vertailu muihin tuotteisiin olisi mahdollista, testattiin materiaalin vetolujuutta, veden absorptiota materialiin sekä materiaalin käytöstä alipainemuovauksessa. Tutkimuksen pohjaksi kirjallisuudesta on kerätty tietoa komposiittien rakenneominaisuuksista sekä esitelty muita puupohjaisia komposiitteja vertailun vuoksi. Materiaalin tekniset tiedot on käyty läpi tässä yhteydessä. Uusien konseptien luomisessa käytettiin hyväksi muotoiluajattelua (design thinking), työpajoja, prototyyppien tekemistä ja konseptien karsintaa pisteyttämällä niitä. Muotoiluajattelu analyysikeinona antoi tuotekehitykselle myös sosiaalisen ulottuvuuden, mikä on tärkeää tuotteen jatkokehityksen kannalta. Työpajat ja prototyypit toivat niin ikään palautetta suoraan käyttäjiltä, mitä voitiin käyttää apuna konseptien karsinnassa. Systemaattisella konsepti-ideoiden karsimisella saatiin rajattua jatkokehityksen suuntaa ja samalla prosessista jäi dokumentaatio seuraavien projektien pohjaksi. Keskeisimpiä tuloksia materiaalin kannalta olivat korkea veden absorbointikyky 70 °C:ssa ja sopivuus alipainemuovaukseen. Kahden karsintakierroksen jälkeen kaikkien konseptien joukosta parhaaksi osoittautui pakkauskäyttö. Pakkauskäyttöä puolsivat materiaalin matala muovauslämpötila (~65 °C), 3D-muovailtavuus sekä yhteensopivuus muiden materiaalien kanssa. Rajoittavia tekijöitä ovat tällä hetkellä tuotantomäärien rajallisuus ja liian vähäinen tieto esim. materiaalin puhkaisukestävyydestä ja kutistumisesta sen jäähtyessä. Työn aikana tehdyt mittaukset olivat alustavia tuloksia, joiden vahvistamiseksi kokeet tulisi toistaa. Muista ominaisuuksista erityisesti biohajoavuudesta tulisi kerätä lisää tietoa. Pakkauskäyttöön liittyen suositeltavaa olisi järjestää käytännön työpajoja, joissa pystyttäisiin keräämään tietoa suoraan mahdollisilta asiakkailta ja käyttäjiltä. Laajemmat tiedot materiaalin ominaisuuksista ja vastaanotosta helpottaisivat mahdollisen uuden tuotteen pääsyä markkinoille