Tutkimushankkeet - Tampereen teknillinen yliopisto

Tutkimushankkeet ja julkaisut

Julkaisut

Materiaaliopin laitoksen julkaisut löytyvät TUTCRIS-tutkimustietokannasta.

Käynnissä olevia tutkimushankkeita

Breakthrough Steels and Applications (BSA)

DIMECC BSA -ohjelman tavoitteena on poistaa esteitä uusien terästen kehityksen ja käytettävyyden tieltä. Ohjelma luo pohjaa uuden sukupolven materiaaliratkaisuille vaativiin prosesseihin ja uusiin sovelluksiin. Ohjelman puitteissa TTY:n materiaaliopin laitoksella on käynnissä seuraavat osaprojektit: ”Optimization, prediction and design guidelines for improved wear life of novel steels and metallic multimaterials”, ”Applications of high strength galvanized steel structures”, ”Surface fatigue and extreme load carrying capacity of gears” ja ”Fundamentals and modelling”. Kyseessä on Metalli- ja koneenrakennusalan SHOKin, DIMECCin, koordinoima ohjelma, jonka rahoittavat Tekes ja osallistuvat yritykset. Yhteyshenkilöt TTY:llä prof. Veli-Tapani Kuokkala, prof. Arto Lehtovaara ja projektipäällikkö Kati Valtonen. Kesto 1.1.2014 - 30.6.2017.

Hybrid Materials (HYBRIDS)

DIMECC HYBRIDS -ohjelmassa kehitetään innovatiivisia tapoja käyttää ja yhdistää materiaaleja. Uusien, ominaisuuksiltaan parempien hybridimateriaalien elinikäkustannuksia halutaan alentaa ja saada niitä yhä nopeammin markkinoille. Ohjelman puitteissa TTY:llä on käynnissä seuraavat projektit: ”Multifunctional thin coatings”, ” Multifunctional thick coatings and composites”, ”Light multifunctional hybrid structures”, ”Polymeric multifunctional sliding materials” ja ”Fundamentals and modelling”.  Kyseessä on Metalli- ja koneenrakennusalan SHOKin, DIMECCin, koordinoima ohjelma, jonka rahoittavat Tekes ja osallistuvat yritykset. Yhteyshenkilö TTY:llä prof. Jyrki Vuorinen. Vastuullisia professoreita TTY:ltä lisäksi prof. Erkki Levänen, prof. Petri Vuoristo, prof. Arto Lehtovaara ja prof. Minnamari Vippola (materiaalioppi), prof. Jyrki Mäkelä (fysiikka), sekä Mika Valden (ORC). Kesto 1.1.2014 - 30.6.2017.

Fundamentals and modelling (FunMode)

FunMode –projekti linkittää yhteen FIMECC BSA ja HYBRIDS –ohjelmat luomalla alustan tieteelliselle tutkimukselle ja mallinnukselle. FunMode keskittyy kriittisten perusilmiöiden ymmärtämiseen sekä materiaaliominaisuuden mallinnukseen ja simulointiin. FunMode muodostaa myös DIMECCin Läpimurtomateriaalit-teeman tohtorikoulun (DIMECC Breakthrough Materials Doctoral School) ja olennaisen osan ohjelman kansainvälisestä ulottuvuudesta. Tohtorikoulun puitteissa yli 30 tohtorikoulutettavaa työskentelee teollisuuslähtöisten mutta tieteellisesti erittäin haastavien tutkimusongelmien parissa. Rahoittaja Tekes ja osallistuvat yritykset. Yhteyshenkilöt TTY:llä prof. Veli-Tapani Kuokkala ja yliopistonlehtori Mikko Hokka. Kesto 1.1.2014 - 30.6.2017.

Advanced materials for 5G Technologies (LUXT5)

Tampereen Teknillinen Yliopisto vastaa LuxTurrim5G projektissa tutkimuksesta, joka keskittyy 5G teknologioissa käytettävien signaalien kulkuun rakennemateriaaleissa sekä ihmisläheiseen ympäristöön rakennettaviin kestävän kehityksen komposiittirakenteisiin. Signaalien vaimenemiseen liittyvän tutkimuksen tarkoituksena on lisätä tietoa erityisesti rakennusten ulkokuoressa käytettävien rakennusmateriaalien vaimennuksista matkaviestimien käyttämillä taajuusalueilla. Rakenteisiin valitaan kokeiden ja FEM simuloinnin avulla optimaalisia materiaaleja ja geometrioita, joiden tulee toteuttaa haastava yhdistelmä rakenteellista lujuutta, signaalia häiritsemätöntä materiaalia, sekä kontrolloitua iskuvaurioitumista esimerkiksi autotörmäyksen varalle. Vastuullinen johtaja assistant professor Mikko Kanerva. Projektin tyyppi on Elinkeinoelämän kanssa verkottunut tutkimus ja Tekes on myöntänyt sille rahoitusta. Projektin suunniteltu kesto 01.02.2017 - 31.05.2019.

Huokoisia keraameja matalaenergisillä prosessointimenetelmillä kaivosten rikastushiekoista (CeraTail)

CeraTail-projektissa kehitetään tehokkaita prosesseja kaivosten rikastushiekkojen hyödyntämiseen huokoisten keraamien raaka-aineena. Tutkimus keskittyy matalaenergisiin prosesseihin ja niiden uusiin yhdistelmiin. Projektissa kartoitetaan ja valitaan eri rikastushiekoista sopivat raaka-aineet sekä prosessointimenetelmien yhdistelmät huokoisten keraamien aikaan saamiseksi. Tutkimuksen tuloksena nykyään kaatopaikoitettavia teollisuuden jätevirtoja saadaan parempaan hyötykäyttöön, vahvistaen suomalaista cleantech osaamista. Tässä työssä kehitetyillä menetelmillä on laajat käyttökohteet, sillä huokoisia keraameja käytetään laajasti eri teollisuuden prosesseissa mukaan lukien suodattimet, katalyyttien tukirakenteet, eristeet ja absorbentit. Projektin toteuttavat Oulun yliopisto, VTT, GTK ja TTY:n materiaaliopin laboratorio. Yhteyshenkilöt TTYllä ovat Prof Erkki Levänen ja DI Arnold Ismailov. Rahoittaja Suomen Akatemia. Kesto 1.9.2015-31.8.2019.

ActiveFit

Monet ikäihmisille ja kuntoutukseen tarkoitetut puettavat apuvälineet valmistetaan jäykistä ja joustamattomista materiaaleista, mikä rajoittaa niiden käytettävyyttä turvallisuus- ja epämukavuussyistä. Suomen Akatemian rahoittaman ActiveFit-projektin tarkoituksena on kehittää materiaaleja, jotka voivat muuttaa muotoaan ja jäykkyyttään ja siten helpottaa esim. apuvälineen päälle pukemista.  Tämä tehdään integroimalla puettavaan kankaaseen useita elastisia ja taipuvia hydraulisia toimilaitteita. Projekti toteutetaan yhteystyössä Automaatio ja Hydrauliikan laboratorion kanssa ja sen johtajana toimii Associate Professor Reza Ghabcheloo Automaation ja Hydrauliikan laboratoriosta. Materiaaliopin laboratoriossa projektin vastuullisena johtajana on Assistant Professor Mikko Kanerva. Kesto 01/2016-12/2017.

Hyttysansa malariantorjuntaan (Ansa)

ANSA on TTY:n ja Helsingin yliopiston yhteishanke, jossa tutkitaan malarian torjuntaan esitetyn myrkyttömän hyttysansakonseptin toiminnallisuutta, teollista valmistettavuutta sekä liiketoimintapotentiaalia. Tutkittavan ansaratkaisun toiminta periaate on osoitettu toimivaksi laboratoriotason hyttystunnelitesteissä.  Ansan 3D-rakenneosien teollista valmistettavuutta tutkitaan hankkeen yhteistyöyritysten kanssa. Konseptin toiminnallisuus tutkitaan kenttätesteissä luonnonvaraisilla hyttysillä Afrikassa. Projektin vastuullinen johtaja TTY:llä on prof. Mikko Kanerva ja projektipäällikkönä toimii Markku Honkala. Päärahoitus Tekesin Beam-ohjelmasta, osarahoitus osallistuvilta yrityksiltä ja tutkimuslaitoksilta. Projektin kesto 1.8.2016 – 30.9.2017.

Pintojen funktionalisointi ylikriittisen hiilidioksidin avulla

Ylikriittisessä tilassa fluidilla on kaasun liikkuvuus ja nesteen liuotuskyky. Painetta ja lämpötilaa säätämällä fluidin liuotuskykyä voidaan muuttaa, mikä mahdollistaa erilaisten ydintymis- ja kasvuprosessien tarkan kontrollin. Ylikriittisen prosessoinnin avulla on mahdollista kasvattaa  nanolankoja alustan päälle, eli rakenteita joita käytetään väriherkistetyissä aurinkokennoissa sekä antimikrobiaalisena materiaalina. Tutkimuksessa selvitetään  näiden rakenteiden toimivuutta ja  laajojen pintojen valmistusmahdollisuutta ruiskuttamalla. Suutinrakenne soveltuu myös haastavien, suspensioiden kuten nanoselluloosan ja hiilinanoputkia sisältävien suspensioiden ruiskutukseen. Yhteyshenkilöt TTYllä ovat Prof Erkki Levänen ja TkT Juha-Pekka Nikkanen. Rahoittaja Suomen Akatemia, Kärkihanke - Tutkimuksella eteenpäin. Kesto 1.10.2016-30.9.2018.

ROLLIPS

ROLLIPS-hanke (Roll-to-roll fabrication of advanced slippery liquid-infused porous surfaces for anti-icing applications) on käynnistetty innovatiivisten, voitelevalla nesteellä täytettyjen liimattavien laminaattien suunnittelemiseksi ja valmistamiseksi. Hankkeen päätavoitteita ovat jäätymistä estävien laminaattien kustannustehokkaan rullalta rullalle -tuotannon demonstroiminen ja tuotteiden toimivuuden todentaminen valituissa loppukäyttökohteissa. ROLLIPS-hankkeessa koulutetaan tutkijoita, edistetään tiivistä pohjoismaista yhteistyötä jäänestotutkimuksen saralla Tampereen teknillisen yliopiston ja ruotsalaisen tutkimusinstituutin, SP Technical Research Institute of Sweden, kanssa ja tuodaan yhteen akateeminen tutkimus sekä teollinen osaaminen ja näkemykset monilta eri sektoreilta haastavan jäätymisongelman ratkaisemiseksi. ROLLIPS on osa Tekesin rahoittamaa Arktiset meret -ohjelmaa. Vastuullinen johtaja prof. Jurkka Kuusipalo, projektipäällikkö TkT Johanna Lahti. Kesto 1.1.2015-30.04.2017.

CMT – Nordic business opportunities from coating and additive manufacturing

CMT-hankkeessa tutkitaan CMT-hitsaustekniikan mahdollisuuksia päällehitsauksessa ja metallien 3D-tulostuksessa sekä kehitetään laser- ja induktioavusteisia CMT-hybriditekniikoita uusien pinnoitteiden ja rakenteiden valmistukseen. Hankkeen osapuolia ovat TTY:n materiaaliopin laitos, Centria ammattikorkeakoulu, Luulajan teknillinen yliopisto ja Tromssan yliopisto sekä kahdeksan teollisuuspartneria. Yhteyshenkilöt TTY:llä ovat prof. Petri Vuoristo ja TkT Jari Tuominen. Hanke kuuluu Interreg Pohjoinen 2014-2020 –ohjelmaan. Kesto 1.5.2015-31.12.2017.

Design Driven World of Cellulose

Hankkeen visiona on uudistaa puupohjaisen selluloosan hyödyntämistä. Tavoitteena on juurruttaa muotoilu ja muotoiluprosessit osaksi alan yritysten liiketoiminnan strategista kehittämistä ja luoda Suomesta brändi jalostettujen selluloosapohjaisten tuotteiden maana. Hanke ottaa opiskelijat mukaan designprosessiin ja etsii mahdollisuuksia nykyisten teknologioiden ulkopuolelta esimerkiksi muodista, kuluttajatuotteista ja teknisistä tekstiileistä. Hankkeen avulla synnytetään liiketoimintaekosysteemi palvelemaan sekä nykyistä teollisuutta että uutta kasvavaa selluloosapohjaista teollisuutta. Projekti tehdään yhteistyössä VTT:n, Aallon ja TTY:n kanssa. Yhteyshenkilö TTY:llä prof. assoc. Mikko Kanerva. Rahoittaja Tekes (iso stateginen tutkimusavaus). kesto 1.4.2013 – 31.3.2018.

Nopeutettu elinkaaren määritys (NEM)

Projektissa tutkitaan koneenosien ja osakokonaisuuksien kestoiän määritystä testauksen ja simuloinnin avulla. Projektissa on mukana TTY:n neljä laitosta (Materiaalioppi MOL, Hydrauliikka ja automatiikka IHA, Kone ja tuotantotekniikka MEI ja Sähkötekniikka DEE). Projektiin osallistuu myös kuusi yritystä. Projektin tavoitteena on: a) luoda tietotaitoa ja tuottaa testausosaamista tuotteen koko elinkaaren ajalle. b) tehdä elinkaaritutkimuksesta TTY:n eri laitosten opetusta ja tutkimusta yhdistävä tekijä, c) mahdollistaa uutta liiketoimintaa tuotteen elinkaaritestauksen, simuloinnin ja jäljellä olevan eliniän arvioinnin alueille. Projekti on jaettu neljään osaprojektiin ja teollisuuden osoittamaan testitapaukseen. Osaprojektit ovat: (1) ”Häiriötoimintojen ennakointi testaamalla”, (2) ”Komponenttien nopeutettu testaus”, (3) ”Adaptiivinen kestoiän määritys” ja (4) ”Vikaantumismekanismit ja -mallit”. Vastuullinen johtaja: Prof. Pentti Saarenrinne, Projektipäällikkö: dos. Juha Miettinen. Rahoittaja TEKES ja mukana olevat yritykset. Kesto 1.8.2014 – 31.7.2017.

Rakenteiden vauriokorjauskyvyn menetelmäkehitys (PROPAGATIVE)

Projektin tarkoituksena on tarkastella komposiitti- ja hybridiliimasaumojen vauriosietoisuutta. Liimasauman vaurioiden kasvua tarkastellaan staattisessa ja väsyttävässä kuormituksessa luoden numeerisia, FEM pohjaisia murtumismekaanisia malleja sekä käytetään kokeellista työtä ilmiöiden määrittämiseen. Projekti kuuluu Lentokaluston rakenteiden hallinta II tutkimushankkeeseen, jonka rahoittaja on Puolustusvoimien logistiikkalaitos. Projektin vastuullinen johtaja on apulaisprofessori Mikko Kanerva. Kesto 2017-2020.

Päättyneitä tutkimushankkeita

Consumer Driven Local Production with the Help of Virtual Design and Digital Manufacturing (fromROLLtoBAG)

Ensimmäinen Horizon 2020 ohjelmasta rahoituksen saanut TTY:n koordinoima projekti yhdistää virtuaalista tuotesuunnittelua ja myynnin renderöintiä digitaaliseen valmistustekniikkaan. Projektissa demonstroidaan miten virtuaalista tuotesuunnittelua voidaan hyödyntää nettikaupassa ja kuinka kuluttaja mobiilisovellutuksen avulla ohjaa tuotantoa ja räätälöi itselleen vaatteita. Tavoitteena on luoda kasvua ja kilpailukykyä eurooppalaiselle luovalle teollisuudelle ja tuoda työvoimavaltaista teollisuutta takaisin Eurooppaan. Projektin uutuusarvona ovat interaktiivinen avatar, radikaalisti uudet tuoterakenteet yhdistettynä jatkuvaan ilman varastoja toteutettavaan digitaalisesti ohjattuun valmistukseen. Yhdeksän eurooppalaista partneria materiaaliopin laitoksen koordinoimana. Vastuullinen jotaja prof. Heikki Mattila. Rahoitus Horizon 2020. Projektin kesto 2014-2016.

Milisurf-projekti

Lentokaluston hallinta 1-tutkimushankkeessa tarkastellaan lentokaluston rakenteeseen käytön aina syntyviä muutoksia. Muutosten hidastamisessa ja korjauksessa pyritään hyödyntämään modernin pinnoitustekniikan tuomia mahdollisuuksia. Yhteyshenkilö TTY:llä on prof. Petri Vuoristo. Rahoittaja on Suomen Ilmavoimat (2013-2016).

New cost/effective superhydrophobic coatings with enhanced bond strength and wear resistance for application in large wind turbine blades (HYDROBOND)

Hydrobond on EU-projekti, jossa TTY:n lisäksi partnereina ovat Barcelonan yliopisto (Espanja), Modenan yliopisto (Italia), Putzier (Saksa), Millidyne (Suomi), Muehlhan (Tanska) and Gutmar (Espanja). Projektissa kehitetään jäätymättömiä ja kulutustakestäviä pinnoitteita tuulivoimalan turbiininsiipiin tavoitteena lisätä kustannustehokkuutta, luotettavuutta, käyttöikää sekä vähentää ympäristövaikutusta. Yhteyshenkilöt TTY:llä ovat prof. Petri Vuoristo ja TkT Heli Koivuluoto. Rahoittaja on EU:n 7. puiteohjelma/FP7-NMP-2012.2.2.4-Small-6, HYDROBOND. Kesto 1.1.2013-31.12.2016.

Barkhausen kohinan uudet mahdollisuudet

Barkhausen kohina-menetelmä on yksi ainettarikkomaton laadunvalvontamenetelmä lämpökäsiteltyjen ja hiottujen hammaspyörien karakterisointiin. Projektin puitteissa jatketaan menetelmän kehittämistä aiempien projektien jatkona. Tutkimuksessa keskitytään erilaisten pintakerrosten ja pintakäsittelyjen ominaisuuksien määrittämisen Barkhausen kohinan avulla. Yhteyshenkilöt TTY:llä Tutkijatohtori Suvi Santa-aho ja Assoc. prof. Minnamari Vippola, Materiaaliopin laitos. Rahoittajana teollisuus, projektin kesto 1.11.2014 - 31.10.2015.

Biomimeettiset elastomeerikomposiitit

Projekti on osa FiDiPro-ohjelmaa, jonka tavoitteena on kutsua Suomeen kansainvälisiä huippuosaajia. FiDiPro Fellow:na projektissa toimii tohtori Amit Das, Leibniz- Institut für Polymerforschung Dresdenistä Saksasta.  Projektissa kehitetään lihasten tavoin toimivia elastomeeripohjaisia aktuaattorimateriaaleja, joita voidaan hyödyntää mm. mikropumpuissa, roboteissa, kaiuttimissa, antureissa ja energian keräämisessä. Projektin vastuullinen johtaja prof. Jyrki Vuorinen. Rahoittaja Tekes ja osallistuvat yritykset. Kesto 1.1.2013 - 31.12.2015.

High Deposition Rate Laser Cladding (HiDEPO)

HiDEPO-hankkeessa kehitetään kustannustehokkaita suuren tuottavuuden laserhybridikerrostusmenetelmiä päällehitsaukseen ja ainetta lisäävään valmistukseen. Menetelmät perustuvat koaksiaaliseen laserkuumalanka-, koaksiaaliseen laserkaarilanka- ja kuumanauhamenetelmiin. Hankkeen osapuolia ovat Kokkola LCC Oy, Laserline GmbH, Fraunhofer IWS ja TTY:n materiaaliopin laitos. Yhteyshenkilöt TTY:llä ovat prof. Petri Vuoristo ja TkT Jari Tuominen. Hanke kuuluu EU:n M-era.Net –ohjelmaan. Kesto 1.7.2014-30.6.2016.

Lyhyen särön ja kitkaväsymisen mallintaminen koneenrakennuksessa

Moderneissa koneissa, kuten dieselmoottoreissa, on useita suurten lujuuksien omaavia komponentteja altistettuna korkeille kuormituksille ja ne ovat usein myös liitetty toisiinsa pultti- tai puristusliitoksilla. Tämä yhdistettynä tuhansiin vuosittaisiin käyttötunteihin kumuloi komponentteihin helposti satoja miljoonia kuormitussyklejä vuodessa. Projektin keskeisin tavoite on kehittää malli, joka yhdistää sekä kitkaväsymisen että lyhyen särön ilmiöt ja mekanismit mallipohjaiseksi työkaluksi, jolla voidaan arvioida komponenttien väsymisikää. Projektin pääteemat ovat mallin kehitys, testaus ja mittaukset sekä numeeriset menetelmät. Projektin vastuullinen johtaja prof. Arto Lehtovaara, Materiaaliopin laitos. Rahoittaja: Tekes ja osallistuvat yritykset. Projektin kesto:  01.08.2012 - 31.07.2015.

Räätälöityjä biohiilimateriaaleja teollisuuden tarpeisiin (BioPreCarb)

BioPreCarb -projektissa selvitämme valittujen sovellusalueiden vaatimuksia hiilimateriaaleilla ja kartoitamme teknologioiden mahdollisuudet vaatimukset täyttävien räätälöityjen hiilien tuottamiseen. Projektin aikana teemme materiaali ja tuotekokeiluita. Hiilien ja hiilituotteiden teknisten ominaisuuksien lisäksi olemme kiinnostuneet räätälöityjen hiilien elinkaaren aikaisesti ympäristökuormituksesta, kaupallistamismahdollisuuksista ja teknistaloudellisesta kannattavuudesta. Lopputuloksena meillä on tiekartta biohiililiiketoiminnan käynnistämiseen Suomessa. Projekti VTT:n ja TTY:n yhteisprojekti. Yhteyshenkilö TTY:llä prof. Jyrki Vuorinen. Rahoittaja Tekes. Kesto 1.1.2013 – 30.6.2015.

Toiminnallisten keraamimateriaalien prosessointi ylikriittisen hiilidioksidin avulla (FuCerSCO)

Ylikriittisen fluidin ominaisuudet mahdollistavat useita synteesireittejä toiminnallisten keraamirakenteiden, kuten monikomponenttijauheiden, kuorirakenteiden, mikrokapselien sekä hybridimateriaalien valmistamiseksi. Synteesin lähtöaineina tutkitaan sooli-geeli synteesin lähtöaineita ja erilaisia metallisuoloja ja spesifisiä apuaineita kolloidisen tilan hallintaan. Lisäksi tavoitellaan ylikriittisessä tilassa tapahtuvien reaktioiden tarkkaa hallintaa, jotta materiaalikoostumus ja rakenne saadaan halutuiksi. Projektin vastuullinen johtaja prof. Erkki Levänen, Materiaaliopin laitos. Rahoittaja Suomen Akatemia, projektin kesto 1.9.2012 - 31.8.2016.

Päivittäjä: Kati Valtonen, 26.05.2017 11:48.
Asiasanat: tiede ja tutkimus