Tampereen teknillinen yliopisto on teknologisen kehityksen tiennäyttäjä sekä tutkimusmaailman ja elinkeinoelämän yhteistyökumppani. Yliopistosta valmistuu haluttuja osaajia yhteiskunnan eri aloille.
Uuden sukupolven teräksissä yhdistyvät professori Veli-Tapani Kuokkalan mukaan samanaikaisesti muovattavuus ja lujuus – kaksi aiemmin pitkälti toisensa pois sulkenutta ominaisuutta.
TTY:n materiaalitutkijat kehittävät entistä lujempia ja paremmin kulumista kestäviä teräksiä.
Jotta Suomen metalli- ja koneenrakennusteollisuus voisi uusiutua ja parantaa kilpailukykyään, se tarvitsee viimeisintä tieteellistä tutkimustietoa pohjaksi uusille valmistusmenetelmille ja sovelluksille. TTY:n materiaaliopin laitoksella on otettu koppi alan teollisuuden heittämästä tutkimuksellisesta haasteesta.
– Teräskehityksessä tapahtuu tänä päivänä todella paljon. Uusia laatuja ja tekniikoita tulee koko ajan, kertoo materiaaliopin professori Veli-Tapani Kuokkala.
Teräksen kehityksen ja käytettävyyden tiellä on monenlaisia, muun muassa suunnitteluun liittyviä esteitä. Suunnittelua hallitsevat hyvin pitkälle erilaiset normit, laatuluokitukset ja viranomaismääräykset, jotka pitää täyttää. Esteistä huolimatta Suomessa pitää Kuokkalan mukaan pystyä kehittämään parempia teräksiä, joilla on nykyistä parempia ominaisuuksia.
– Bulkkiterästä tekemällä Suomi ei pärjää. Täällä pitää valmistaa erikoisteräksiä erikoistarkoituksiin, Kuokkala painottaa.
– Uusia teräsmateriaaleja, joilla on erityisominaisuuksia ja parempi jalostusarvo, pystytään viemään ulkomaille ja niistä saadaan parempi hinta. Tämä tukee myös Suomen konepajateollisuutta. Jos konepajateollisuus pystyy soveltamaan Suomessa tehtyjä erinomaisia materiaaleja, koko Suomen teollisuuskenttä hyötyy.
Materiaalien kuluminen nielee teollistuneissa maissa noin 3–5 prosenttia bruttokansantuotteesta.
– Jos kulumista pystyy vähentämään pienenkin siivun verran, kyseessä on suuri summa rahaa. Kuluminen on haitallista myös ympäristön kannalta, koska se aiheuttaa luonnonvarojen tuhlausta, professori Veli-Tapani Kuokkala sanoo.
TTY:n materiaaliopin laitoksen yhteydessä toimii kulumistutkimukseen erikoistunut Tampere Wear Center, osaamiskeskittymä, jonka pääalueina ovat raskas abrasiivinen ja iskevä kuluminen. Se perustettiin alun perin teollisuuden aloitteesta. Keskuksen yhteydessä toimiva Wear Forum on yliopistojen, tutkimuslaitosten ja yritysten välinen yhteistyöverkosto, johon kuuluu viitisentoista suomalaisyritystä.
Kulumista paremmin kestäviä materiaaleja tarvitaan vaativissa ja ankarissa olosuhteissa, kuten mineraalien murskauksessa, kaivosten pumppaussovelluksissa sekä kuljetuksessa ja tavaran siirrossa.
Kuokkalan mukaan tulevaisuuden terästen tulee olla lujempia kuin nykyisten.
– Me pyrimme kehittämään entistä lujempia teräksiä. Jos teräs on lujaa, sitä tarvitsee käyttää vähemmän, ja materiaalin pienempi poikkipinta pystyy kannattamaan saman kuorman kuin huonommasta materiaalista tehty. Tämä pienentää tuotteiden painoa, mistä on hyötyä muun muassa autoteollisuudessa.
Uuden sukupolven teräksissä yhdistyvät Kuokkalan mukaan samanaikaisesti myös muovattavuus ja lujuus – kaksi aiemmin pitkälti toisensa pois sulkenutta ominaisuutta.
TTY:n materiaaliopin laitos on mukana uudessa, viisivuotisessa Kone- ja metalliteollisuuden strategisen huippuosaamisen keskittymä (SHOK) FIMECCin tutkimusohjelmassa. Ohjelman nimi on Läpimurtoteräkset ja niiden sovellukset (Breakthrough Steels and Applications, BSA).
– Viisi vuotta kestävä BSA-tutkimusohjelma mahdollistaa pitkäjänteisen tieteellisen työn. Se on hyvä pohja, jolta ponnistaa, Kuokkala sanoo tyytyväisenä.
Kuokkala arvostaa tapaa, jolla suomalaiset yritykset ja tutkimuslaitokset tekevät yhteistyötä FIMECCin puitteissa.
– Kyseessä on iso verkosto, jossa ihmiset luottavat toisiinsa, tekevät sitä, mitä parhaiten osaavat, ja puhaltavat samaan hiileen.
TTY:n materiaaliopin laitos on saanut kahteen tutkimusohjelmaan SHOK-rahoitusta yhteensä noin 11 miljoonaa euroa.
Läpimurtoteräkset ja niiden sovellukset (Breakthrough Steels and Applications, BSA) -tutkimusohjelman tavoitteena on poistaa esteitä uusien terästen kehityksen ja käytettävyyden tieltä. Ohjelma luo pohjaa uuden sukupolven materiaaliratkaisuille vaativiin prosesseihin ja uusiin sovelluksiin.
Hybridimateriaalit (Hybrid Materials, HYBRIDS) -tutkimusohjelmassa kehitetään innovatiivisia tapoja käyttää ja yhdistää materiaaleja. Uusien, ominaisuuksiltaan parempien hybridimateriaalien elinikäkustannuksia halutaan alentaa ja saada niitä yhä nopeammin markkinoille.
