Pystykarsintalaitteen suunnittelu: Metsänhoitomenetelmän koneellistaminen

Abstract

Tämän kandidaatintyön tavoitteena oli suunnitella prototyyppi laitteesta, jolla voidaan koneellistaa nykyisin käsityönä tehtävä metsänhoitomenetelmä. Pystykarsinnalla voidaan parantaa metsästä saatavan sahatavaran laatua karsimalla puun alaosan oksat puuston ollessa 20–35 vuotiasta. Tässä kasvuvaiheessa oksat ovat pieniä ja puulla on riittävästi aikaa kyljestyä, eli kasvattaa uutta puuta oksankohdan päälle. Kyljestymisen helpottamiseksi puun tarpeetonta vahingoittamista on vältettävä karsittaessa, mikä on merkittävä ero tavalliseen puun karsintaan nähden. Oksaton tyvitukki on erinomaista raaka-ainetta esimerkiksi puusepäntöissä ja muussa korkeaa laatua vaativassa puurakentamisessa. Uuden laitteen on tarkoitus tehostaa karsintatyötä ja vähentää sen aiheuttamaa fyysistä kuormitusta. Työn pitkä takaisinmaksuaika asettaa kuitenkin haasteita kannattavuudelle ja siten menetelmän suosiolle.

Työ on luonteeltaan tuotekehitysprojekti, jossa aihetta lähestytään tutustumalla tuotekehitysprojektin prosessimallin valintaan ja vaatimusten määrittelyyn. Lisäksi tutkitaan käytössä olevia pystykarsintavälineitä ja karsintatyön laatuvaatimuksia. Tuotekehityksen malleihin tutustuttaessa havaittiin, että projektin ominaisuudet, kuten ennakoitavuus ja kompleksisuus määrittävät projektille sopivan mallin valintaa. Vaatimusten huolellinen määrittely ja arviointi sekä eri näkökulmien ymmärtäminen auttavat oikeiden suunnittelupäätösten tekemisessä. Suunnittelussa tehtyjä ratkaisuja perustellaan vaatimusten lisäksi nykyisten työvälineiden ominaisuuksien avulla. Lopussa käsitellään suunnitellun laitteen riskien arviointia, joka on oleellinen osa jokaisen koneen tuotekehitystä.

Työn tuloksena valmistui metsäkuormaimeen kiinnitettävän pystykarsintakouran 3D-malli ja hydraulikaavio. Tulosten avulla voidaan mitoittaa ja valita tarvittavat komponentit sekä valmistaa prototyyppi testausta varten. Lisäksi esitettiin tuotekehitysideoita, joilla kouran käyttömahdollisuuksia voidaan laajentaa pystykarsintamenetelmän ulkopuolelle.