Materiaalitekniikan osaaminen käyttöön

Teksti Oodia/Heta Jyrälä | Kuvat Oodia/Mirka Happonen | Kaupallinen yhteistyö

Tuotannon materiaalien tai laitteiden tutkiminen ennakkoon vähentää riskejä.

Materiaalitestaukset ja -analyysit vähentävät riskejä ja varmistavat, että tuote sopii suunniteltuun käyttöön. Erilaisten tutkimus- ja testauslaitteiden avulla voidaan muun muassa selvittää kappaleen lujuutta staattisilla tai dynaamisilla kokeilla tai tehdä materiaalille mikrorakennetutkimuksia ja alkuaineanalyyseja mikroskopian keinoin. Materiaalitestauksia, -mittauksia ja -analyyseja voidaan pitää myös ennakoivana kunnossapitona, sillä tuloksista voidaan arvioida, kauanko osan tai materiaalin tulisi kestää.

– Esimerkiksi jokin koneen osa voi olla suunniteltu kestämään kaksi tai viisi vuotta. Me testaamme komponenttia dynaamisissa kuormitustesteissä kiihdytetyssä rasituksessa muutaman vuorokauden ajan ja saamme näin nopeutetusti arvion siitä, täyttääkö komponentti odotukset ja vaatimukset, kuvailee Osmo Miinalainen Savonia-ammattikorkeakoulusta.

TK-päällikkö Esa Jääskeläinen muistuttaa, että materiaaliteknologia on laajasti sovellettavissa eri aloille mahdollistamaan tuotekehitystä. Teoriassa samoilla välineillä voidaan testata kaikkea iduista metalliin.

– Käytössä on rikkomattomia menetelmiä, kuten ultraääni ja röntgen, joilla voidaan todeta materiaalista löytyvä virhe tai muu poikkeama muttei tarkkaa lujuutta. Rikkovin menetelmin voidaan lujuuden todentamisen ohella tutkia materiaalin mikro- ja makrorakennetta. Eri tutkimusten avulla voidaan päästä muun muassa vaurioiden ja niiden syiden jäljille, kertoo Jääskeläinen.

Esa Jääskeläinen havainnollistaa materiaalin kuormituskokeiden tekemistä.

 

Jääskeläinen ja Miinalainen ovat mukana Materiaalianalyysin, käytönaikaisen kunnonseurannan ja tekoälyn hyödyntäminen teollisessa kiertotaloudessa (MaTek) -hankkeessa. Kyseessä on Itä-Suomen yliopiston, Savonian ja Savon ammattiopisto Sakkyn yhteistyöhanke, jossa oppilaitokset tekevät hankkeen yhteistyöyritysten tarjoamille koekohteille haasteellista materiaalitestausta ja -tutkimusta yhdistäen yliopiston tutkimusosaamisen ammattikorkeakoulun testaustoimintaan sekä ammattiopiston materiaalien työstö- ja valmistustekniikkaan. Laboratoriotutkimusten lisäksi hankkeessa tehdään materiaalitutkimusta ja -testausta kokeellisin mittauksin suoraan yritysten tuotannosta ja analysoimalla saatuja mittaustuloksia tekoälymenetelmin. Näin saadaan selville muutoin vaikeasti havaittavia materiaaliongelmia ja helpotetaan ennakoivaa kunnossapitoa.

– Yritysten tarpeisiin löytyy oppilaitosyhteistyömme kautta osaamista, sillä voimme tarjota alan palvelua monista näkökulmista. Materiaalitutkimusta ja -testausta tarvitaan yleensä harvakseltaan ja moninaisesti, joten yritysten ei ole kannattavaa hankkia tarvittavaa osaamista ja varsin kallistakin tutkimuslaitteistoa itselleen. Laboratoriokokeiden lisäksi voimme tulla kentälle asti tutkimaan asiaa, sanoo Jääskeläinen.

Alueen oppilaitosten materiaaliosaaminen on konkretisoitunut tutkimuskeskus MATERIAKSI, jonka verkkosivuille kerätään pikkuhiljaa kaikki osaaminen mallintamisesta materiaalitulostukseen. MATERIA on osa maakunnallista kone- ja materiaalitekniikan ekosysteemiä ja jatkossa ekosysteemin tutkimus-, kehitys- ja innovaatiopalvelut sekä yritysmaailmaan räätälöidyt koulutukset tuodaan selkeämmin esille yhteisenä kokonaisuutena.

– Olemme ekosysteemissä investoineet vahvasti laitteistoihin ja osaamiseen Pohjois-Savon liiton koordinoiman rakennerahastorahoituksen turvin. Haluamme yhdessä kehittää maakuntaa ja tukea alueen yrityksiä niiden tuotekehitys- ja tuotantoprosesseissa, summaa Jääskeläinen.

Matek-hanke
Hankkeen vastuullinen johtaja Arto Koistinen
Puh. 044 716 3260,
arto.koistinen@uef.fi
www.materiakeskus.fi