3D-tulostuksen materiaalitietopankki tekeillä Oulun yliopiston Kerttu Saalasti Instituutissa, FMT-tutkimusryhmässä

3D-tulostuksen eli materiaalia lisäävän valmistuksen (Additive Manufacturing, AM) osaaminen ja hyödyntäminen on Suomessa vielä pirstaleista ja pientä. Yritykset tutkivat ja kehittävät asiaa tahoillaan, eikä tieto pääse kumuloitumaan. Menetelmä on materiaaliteknisesti poikkeava, eikä materiaalin laatua osata vielä tehokkaasti hallita, saati optimoida. AM-teknologioita käytetään Suomessa kuitenkin vuosi vuodelta enemmän ja ala kehittyy maailmalla nopeasti.

Asian korjaamiseksi FAME-ekosysteemissä (Finnish Additive Manufacturing Ecosystem) on käynnistetty DREAMS-projekti, jonka tavoitteena on saada kotimainen 3D-tulostusosaaminen kansainväliselle kärkitasolle vuoteen 2024 mennessä.

”DREAMSin globaalistikin merkittävien toteutusten avulla pystymme nostamaan suomalaisen osaamisen kansainväliseen tietoisuuteen. Kotimaisen 3D-tulostuksen kehittäminen on tärkeää, jotta ala olisi tulevaisuudessa tuonnin sijaan vientipainotteista”, FAME-ekosysteemin johtaja Markus Korpela DIMECC Oy:stä sanoo.

Kaikki 3D-tulostuksen osa-alueet kehittyvät

Projektissa luodaan kattava materiaalitietopankki tutkimalla noin 10 000 metallista testisauvaa, jotka valmistetaan eri materiaaleista, eri laitteilla ja eri tulostusmenetelmiä käyttäen. Tutkimuksen lähtökohdaksi on otettu etenkin materiaalien väsymisominaisuudet.

Projektin tarkoituksena on nopeuttaa alan standardoinnin etenemistä ja kehittää kotimaista osaamista kaikilla 3D-tulostuksen osa-alueilla tutkimuksesta kustannusten hallintaan. Tietopankin avulla helpotetaan myös metallien 3D-tulostamisen hyödyntämistä kaikkein vaativimmissa sovelluskohteissa.

”Projektilla tulee olemaan merkittävä vaikutus teollisuuden edellytyksiin valmistaa 3D-tulostettuja kappaleita vaativiin sovelluksiin. Hanke luo myös tieteellisen pohjan aihealueen julkaisutyölle”, sanoo FMT-ryhmän tutkimusjohtaja Antti Järvenpää Oulun yliopiston Kerttu Saalasti Instituutista.

Tutkimustyö tuottaa uutta tietoa vastaamaan standardoinnin ongelmiin

Oulun yliopistosta hanketta on toteuttamassa Kerttu Saalasti instituutin Tulevaisuuden tuotantoteknologiat (FMT) -ryhmä, joka on osa yliopiston Terästutkimuskeskusta CASR:ia. Hankekokonaisuuden tutkimusosio toteutetaan yhteistyössä Lappeenrannan teknillisen yliopiston ja Turun yliopiston kanssa. Vahva yhteistyö muiden yliopistojen ja teollisuuden kanssa mahdollistaa jopa 10 000 metallisen testikappaleen mekaanisen testauksen ja syvällisen metallografisen tarkastelun, tuotantotekniset näkökulmat huomioiden.

Tutkimustyö tuottaa uutta tietoa vaativien kappaleiden suunnittelun ja valmistuksen tueksi, vastaten näin puutteellisen standardoinnin aiheuttamiin ongelmiin. Hankkeessa syntyvä tieto dokumentoidaan avoimeen tietokantaan.

”Oulun yliopiston osuus keskittyy koko hankkeen ajan materiaalin karakterisointiin. Tämä työ jatkuu intensiivisenä seuraavat 18 kuukautta. Painotus tulee kohdistumaan jatkossa voimakkaammin syy-seuraussuhteiden määritykseen sekä julkaisutyöhön”, Järvenpää kertoo.

Yhteiskehittämistä yliopistojen, yritysten ja teollisten kumppaneiden kanssa

DREAMS-hanketta johtaa innovaatioekosysteemien kehittämistyötä tekevä DIMECC Oy. Hanke toteutetaan yhteiskehittämisen mallilla yritysten ja yliopistojen yhteishankkeena, jolloin saavutettava hyöty voidaan jakaa koko suomalaisen teollisuuden kesken. DREAMS-hankkeen teolliset kumppanit ovat CITEC, Elomatic, Etteplan, Lillbacka Powerco, Patria, Raute, Vilpe ja Wärtsilä. Lisäksi hankkeeseen osallistuu 3D-tulostusyrityksiä, joista tällä hetkellä mukana ovat Delva, 3D Formtech, Salon Metalelektro, 3DStep, EOS Finland ja Amexci Oy.

”Lähdimme innolla mukaan DREAMS-projektiin, sillä olemme tunnistaneet asiakaskunnassamme tarpeen 3D-tulostettavien rakenteiden suunnittelu- ja mitoitustiedoille. DREAMS-projektissa tuotettavan tutkimustiedon perusteella voimme paremmin hyödyntää 3D-tulostuksen mahdollisuuksia tuotekehitysprojekteissa yhdessä asiakkaidemme kanssa”, sanoo Elomatic Oy:n Machinery & Equipment -liiketoiminnan ryhmäpäällikkö Martti Tryyki.

”Suomalaiset 3D-tulostusta tekevät yritykset ovat lähteneet innokkaasti mukaan auttamaan hankkeen tavoitteiden saavuttamiseksi ja näkyvissä on selkeästi hyvä yhdessä tekemisen meininki koko teollisuudenalan tason nostamiseksi”, sanoo projektipäällikkö Timo Rautio Oulun yliopiston Kerttu Saalasti Instituutista.

Taustalla laaja ekosysteemi

Yritysten väliselle yhteistyölle on olemassa myös pohja FAME-ekosysteemissä, jossa yritykset voivat jakaa tietoa ja luoda osaamista AM-teknologioista. DREAMS-projektin lisäksi ekosysteemissä käynnistetään muitakin kehityshankkeita, joissa keskitytään tiettyyn osaamisalueeseen.

FAME-ekosysteemin tavoitteena on lisätä AM-teknologioiden hyödyntämistä Suomessa ja siihen liittyviä investointeja. Ekosysteemissä on mukana yli 30 suomalaista yritystä.

Kysy lisää:

Antti Järvenpää, tutkimusjohtaja, Oulun yliopiston Kerttu Saalasti Instituutti, FMT
antti.jarvenpaa@oulu.fi

Timo Rautio, projektipäällikkö, Oulun yliopiston Kerttu Saalasti Instituutti, FMT
timo.rautio@oulu.fi, +358 50 5624 668

Markus Korpela, ekosysteemin vetäjä, FAME
markus.korpela@dimecc.com, +358 40 840 5660