Euroopan unioni Vipuvoimaa EU:lta

Euroopan aluekehitysrahaston (EAKR) rahoittaman hankkeen kuvaus

1 Hanke

Hankekoodi: A73969

Hankkeen nimi: Teollisuuden 3D tulostus (Me3DI)

Toimintalinja: 2. Uusimman tiedon ja osaamisen tuottaminen ja hyödyntäminen

Erityistavoite: 4.1. Tutkimus-, osaamis- ja innovaatiokeskittymien kehittäminen alueellisten vahvuuksien pohjalta

Suunnitelman mukainen toteutusaika: Alkaa 1.9.2018 ja päättyy 31.12.2020

Toiminnan tila: Toiminta päättynyt

Vastuuviranomainen: Uudenmaan liitto

2 Hakijan perustiedot

Hakijan virallinen nimi: Lappeenrannan-Lahden teknillinen yliopisto LUT

Organisaatiotyyppi: Yliopisto

Y-tunnus: 0245904-2

Jakeluosoite: Skinnarilankatu 34

Puhelinnumero: +358 294 462 111

Postinumero: 53850

Postitoimipaikka: Lappeenranta

WWW-osoite: http://www.lut.fi

Hankkeen yhteyshenkilön nimi: Ilkka Poutiainen

Yhteyshenkilön asema hakijaorganisaatiossa: Laboratorioinsinööri

Yhteyshenkilön sähköpostisoite: ilkka.poutiainen(at)lut.fi

Yhteyshenkilön puhelinnumero: +358 400 330245

Hakijoiden lukumäärä tai tuen siirto -menettely: Vain yksi hakija

3 Suunnitelman mukainen tiivistelmä toteutuksesta

Tässä teollisuuden 3D-tulostus- hankkeessa (eng. Metal 3D Innovations, Me3DI) on tavoitteena muodostaa Etelä-Karjalan teollisuuden metallien 3D-tulostuskeskittymä, joka tehostaa metallien lisäävän valmistuksen (3D tulostus) käyttöä. Keskittymä kokoaan yhteen maakunnan teollisen valmistuksen ja suunnittelun osaamisen hyödyntäen LUT:n tieteellisen tutkimuksen tutkimuksen ja opetuksen resursseja. Hankkeessa selvitetään aluksi yritysten koulutustarpeet. Koulutuksen avulla voidaan ideointiprosessista poistaa perinteisiä valmistusteknisiä rajoitteita. Suunnittelutoimistoille koulutuksen hyöty näkyy geometristen rajoitusten tunnistamisessa ja lujuusteknisten kysymysten tuntemisessa. Yritykset ideoivat omaan toimintaanssa liityviä kehityskohteita, jotka voitaisiin toteuttaa kyseisellä menetelmällä. Näiden case-tapausten käsittelyllä avataan menetelmän mahdollisuudet ja rajoittavat tekijät. Case-kohteiden tulokset ovat myös mukana kun aletaan kehittämään koko tuotantoketjua. Tässä käydään läpi alustavaa ideointia, yksityiskohtaisempaa suunnittelua, optimointia ja lopullista valmistusta sekä lopuksi tuotteen toimivuuden testausta.
Hankkeen tavoitteena on luoda edellytykset eri toimijoista koostuvalle ekosysteemille. Toimijoina tässä olisi suunnitteluosaajat, laitetoimittajat, materiaalitoimittajat, konepajat, prosessitoimittajat, loppukäyttäjät ja tutkimuslaitokset. Tuloksena yritykset tunnistavat lisäävän valmistuksen edut ja osaavat arvoida menetelmän soveltuvuutta omassa toiminnassaan. Lisäksi lisäävän valmistuksen toimitusketju tulee tutuksi ja mahdollisuudet tuoteideoiden realisointiin helpottuvat.

4 Hankkeen kohderyhmät

4.1 Varsinaiset kohderyhmät

Teollisuuden 3D tulostus- hanke koskee laajaa tuotantoketjua.
Suoranaisiakohderyhmiä ovat tässä käynnistysvaiheessa:
- Veturiyritykset ja niiden alihankkijat
- Konepajat ja niiden alihankintakonepajat
- Kunnossapitosektori
- Suunnittelutoimistot
- Tutkimuslaitokset

4.2 Välilliset kohderyhmät

Välillisiä kohderyhmiä ovat:
- insinööritoimistot (muut kuin suoraan metallia-alaa palvelevat)
- koulutuspalvelujen tarjoajat
- 3D-tulostuslaitetoimittajat
- materiaaliin toimittajat
- romunkierrätys
- automaatio ja tietotekniikka-ala

5 Projektin julkinen rahoitus, euroa

Myönnetty EU- ja valtion rahoitus: 225 870

Toteutunut EU- ja valtion rahoitus: 225 870

Suunniteltu julkinen rahoitus yhteensä: 304 671

Toteutunut julkinen rahoitus yhteensä: 306 921

6 Maantieteellinen kohdealue

Maakunnat: Etelä-Karjala

Seutukunnat: Imatran, Lappeenrannan

Kunnat: Lappeenranta, Imatra

Toteutuspaikan osoite, jos hanke toteutetaan yhdessä paikassa

Jakeluosoite: Skinnarinlankatu 34

Postinumero: 53850

Postitoimipaikka: Lappeenranta

7 Hakemusvaiheessa ilmoitettavat arviot hankekohtaisista seurantiedoista

7.1 Uusien työpaikkojen määrä (kysytään vain erityistavoitteisiin 1.1, 2.1 ja 3.1 kuuluvissa hankkeissa)

Suunniteltu: 2, joihin työllistyvät naiset 1

Toteutunut seurantatietojen mukaan: 0, joihin työllistyvät naiset 0

7.2 Uusien yritysten määrä (kysytään vain erityistavoitteeseen 1.1 kuuluvissa hankkeissa)

Suunniteltu: 0, joista naisten perustamia 0

Toteutunut seurantatietojen mukaan: 0, joista naisten perustamia 0

8 Horisontaaliset periaatteet

8.1 Sukupuolten tasa-arvo

Hankkeessa on tehty toimintaympäristön analyysi sukupuolinäkökulmasta: Ei
Ei eriarvoistavaa vaikutusta, koska ei vaikuta työn toteuttamiseen eikä tuloksiin
Sukupuolinäkökulma on huomioitu hankkeen toiminnassa (valtavirtaistaminen): Ei
Ei eriarvoistavaa vaikutusta, koska ei vaikuta työn toteuttamiseen eikä tuloksiin
Hankkeen päätavoite on sukupuolten tasa-arvon edistäminen: Ei
Yritysten osaaminen ei ole sukupuolikysymys

8.2 Kestävä kehitys

VälitönVälillinen
Ekologinen kestävyys
Luonnonvarojen käytön kestävyys 7 7
Raaka-aineiden minimointi optimoiduilla ratkaisuilla
Ilmastonmuutoksen aiheuttamien riskien vähentäminen 8 8
Energian käyttö materiaalin valmistuksessa pienenee ja kevyemmät rakenteet ja optimoidut tuotteet säästävät energiaa.
Kasvillisuus, eliöt ja luonnon monimuotoisuus 5 2
jätemateriaalia ei jää luontoon
Pinta- ja pohjavedet, maaperä sekä ilma (ja kasvihuonekaasujen väheneminen) 1 3
pienempi polttoaineen tarve vähentää kasvihuonekaasuja
Natura 2000 -ohjelman kohteet 0 0
Taloudellinen kestävyys
Materiaalit ja jätteet 8 8
Metallijauheet voidaan käyttää lähes 100% hyödyksi. Jätteen määrä on pieni.
Uusiutuvien energialähteiden käyttö 2 2
Uudet rakenteelliset ratkaisut edistävät myös uusiutuvia engergia lähteiden käyttöä.
Paikallisen elinkeinorakenteen kestävä kehittäminen 8 8
Elinkeinorakenne monipuolistuu ja pystyy vastaamaan kansainväliseen kilpailuun
Aineettomien tuotteiden ja palvelujen kehittäminen 7 7
Uuden teknologian adaptointi synnyttää väistämättä otollisen maaperän aineettomien tuotteiden ja palveluiden syntymiseen
Liikkuminen ja logistiikka 10 8
Digitaalinen valmistus mahdollistaa paikallisen tuotannon ja konkreettisten tavaroiden logitiikka minimoituu
Sosiaalinen ja kulttuurinen kestävyys sekä yhdenvertaisuus
Hyvinvoinnin edistäminen 5 5
Uudet työpaikat
Tasa-arvon edistäminen 10 10
Digitaalinen valmistus on siistiä sisätyötä, joka edistää tasa-arvoa muutoin miesvaltaisella alalla
Yhteiskunnallinen ja kulttuurinen yhdenvertaisuus 0 0
Ei vaikutusta
Kulttuuriympäristö 3 3
3D tulostamista käytetään jo esimerkiksi taideyhteisöissä
Ympäristöosaaminen 2 2
Tiedostetaan tehokkaan materiaalinkäytön ympäristövaikutukset

9 Loppuraportin tiivistelmä

Teollisuuden 3D-tulostus-hankkeessa (Me3DI) tavoitteena oli muodostaa Etelä-Karjalan yrityksille metallien 3D-tulostuskeskittymä tehostamaan lisäävän valmistuksen (3D-tulostuksen) käyttöä Suomessa. Keskittymä kokosi yhteen maakunnan teollisen valmistuksen ja suunnittelun osaamisen hyödyntämällä LUTin tieteellisen tutkimuksen ja opetuksen resursseja. Hankkeen alussa selvitettiin yrityksien koulutustarpeet kyselytutkimuksen avulla ja näiden tarpeiden ympärille rakennettiin koulutuskokonaisuus. Koulutus oli avoin kaikille ja siihen osallistui 110 henkilöä. Koulutuksessa annettiin tietoa mm. kappaleiden mekaanisista ominaisuuksista, DfAM (Design for additive manufacturing) lähtöisestä suunnittelusta, kappaleiden jälkikäsittelystä, kustannuksista ja tulevaisuuden näkymistä. Kyselytutkimuksen perusteella valikoitui sarja kehityskohteita, jotka toteutettiin 3D tulostuksen suunnittelun periaatteita hyödyntäen. Näissä kohteissa olemassa olevat detaljit optimoitiin uudestaan, sitten että toiminnallisuus säilyi, mutta esimerkiksi lujuusvaatimukset toteutuivat ja rakenne keveni. Toisissa tapauksissa tämä työläs rakenteen optimointi ei ole tarpeen. Osassa esimerkkirakenteista voitiin edetä puhtaan toiminnallisuuden toteutumisen ehdolla. Nämä tapaukset toimivat esimerkkinä siitä kuinka nopeaa ja helppoa tie ideasta tulosteeseen voi olla. Yksi rakenne valikoitu laajempaan analyysiin ja siinä rakenneoptimoinnin lisäksi simuloitiin itse tulostusprosessi. Projektissa raportoitiin tämän simuloinnin tulokset ja mahdollisuudet esiteltiin yrityksille.
Case-tapausten ideointi, suunnittelu, optimointi ja valmistus antoi yrityksille arvokasta tietoa 3D-tulostuksen mahdollisuuksista ja rajoitteista.
3D tulosteiden teollisen hyödyntämisen keskeinen kysymys ovat materiaalin lujuustekniset ominaisuudet. Voiko esimerkiksi tulosteiden rakennesuunnittelussa hyödyntää normaaleja suunnitteluperiaatteita ja miten tulostemateriaalit poikkeavat vastaavista rakennemateriaaleista.
Projektissa tutkittiin kolmen materiaalin ominaisuuksia. Nämä olivat 316L, MS1 ja CX1. Rakenteille suoritettiin mikrorakennetutkimus, materiaalin vetolujuuden määritys sekä väsytystestaus. Yleinen johtopäätös on, että materiaalien kestävyys on samalla tasolla vastaavien levymateriaalien tasoa ja tulostusprosessi ei aiheuta erityistä lujuuden menetystä.
Hankkeen aikana muodostettiin eri toimijoista koostuva lisäävän valmistuksen ekosysteemi, jossa mukana oli suunnitteluosaajia, laite- ja materiaalitoimittajia, konepajoja, prosessitoimittajia, loppukäyttäjiä ja tutkimuslaitoksia. Ekosysteemin kuuluu yli 300 lisäävästä valmistuksesta kiinnostunutta henkilöä. Verkostolle jaettiin tietoa ajankohtaisista uutisista, uusimmista tutkimustuloksista ja tulevaisuuden näkymistä. Projektin lopputuloksena yritykset osaavat paremmin hyödyntää ja arvioida 3D-tulostuksen mahdollisuuksia oman liiketoiminnan kehittämisessä. Lisäksi muodostuneen ekosysteemin kautta voidaan myös tulevaisuudessa jakaa tietoa ja etsiä eri toimijoita lisäävän valmistuksen tarpeisiin.