Euroopan unioni Vipuvoimaa EU:lta

Euroopan aluekehitysrahaston (EAKR) rahoittaman hankkeen kuvaus

1 Hanke

Hankekoodi: A74115

Hankkeen nimi: Uudet digitaalisesti valmistettavat materiaalit elektroniikan, optiikan ja lääketieteen sovelluksiin (Investointiosio)

Toimintalinja: 2. Uusimman tiedon ja osaamisen tuottaminen ja hyödyntäminen

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

Suunnitelman mukainen toteutusaika: Alkaa 22.6.2018 ja päättyy 31.5.2021

Toiminnan tila: Toiminta päättynyt

Vastuuviranomainen: Pohjois-Pohjanmaan liitto

2 Hakijan perustiedot

Hakijan virallinen nimi: Oulun Yliopisto

Organisaatiotyyppi: Yliopisto

Y-tunnus: 0245895-5

Jakeluosoite: Pentti Kaiteran katu 1

Puhelinnumero: 0294480000

Postinumero: 90014

Postitoimipaikka: Oulun yliopisto

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

Hankkeen yhteyshenkilön nimi: Tapio Eero Juhani Fabritius

Yhteyshenkilön asema hakijaorganisaatiossa: Professori

Yhteyshenkilön sähköpostisoite: tapio.fabritius(at)oulu.fi

Yhteyshenkilön puhelinnumero: +358407757054

Hakijoiden lukumäärä tai tuen siirto -menettely:

3 Suunnitelman mukainen tiivistelmä toteutuksesta

Digitaalinen valmistus on nopeasti kehittyvä tekniikan ala, jonka on jo muuttanut perinteistä tapaa valmistaa tuotteita. Yksi digitaalisen valmistuksen keskeisiä tekniikoita on niin kutsuttu kolmiulotteinen tulostus (3D-tulostus), joka keskittyy tällä hetkellä pääosin passiivisten muovi- ja metallirakenteiden valmistamiseen. Käytännössä 3D-tulostin siis valmistaa fyysisiä esineitä digitaalisista malleista. Tarve uusille ympäristöystävällisille materiaaleille (esim. nanoselluloosan) on ilmeinen, mutta osaaminen ja tietämys niiden soveltuvuudesta ja hyödynnettävyydestä digitaalisessa 3D-tulostuksessa on alkutekijöissään. Lisäksi uudet materiaalit ja valmistustekniikat tarjoavat mahdollisuuden toteuttaa täysin uudenlaisia toiminnallisia tuotteita, kuten sensoreita, optisia elementtejä tai kudosmalleja. Yhdistämällä Oulun yliopiston poikkitieteellistä osaamista materiaali- ja valmistustekniikasta
sähkötekniikan, fotoniikan ja lääketieteen sovelluksiin, voidaan hankkeen toimenpiteillä synnyttää Oulun alueen alan vahva ja ainutlaatuinen osaamispohja. Lähitulevaisuudessa tämä osaaminen ja tutkimuslaitteisto voidaan valjastaa laajempaan mm. yrityksiä palvelevaan käyttöön tutkimuslaboratorioiden ulkopuolella.

Tässä hankkeessa vahvistetaan Oulun alueen toimintavalmiuksia uusien, digitaalisesti valmistettavien, materiaalien ja 3D-tulostuksen kehittämisessä korkean jalostusasteen tuotteiksi. Erityisenä kehittämiskohteena ovat 3D-tulostettavat ympäristöystävälliset materiaalit ja niiden sovellukset elektroniikan, optiikan ja lääketieteen sovelluksissa. Hanke tukee
valmistukseen tarvittavan toimintaympäristön ja osaamiskeskittymän luomista ja laajentaa mahdollisuuksia hyödyntää 3D-tulostustekniikkaa myöhemmin myös kaupallisten tuotteiden valmistuksessa. Hankkeessa kehitetään ratkaisuja, joiden avulla esim. ihmisen elin- ja kudosvaurioita voidaan korvata 3D-tulostettavilla siirrännäisillä, jolloin ihmisten elinikä pitenee ja elämänlaatu paranee. Teknologian kehittäminen tähtää pidemmällä aikavälillä entistä nopeampien ja tehokkaampien tuotteiden valmistamiseen sekä tuotteiden valmistuksesta ja kierrätyksestä aiheutuvien ympäristöhaittojen vähentämiseen, ja nykyisten hiilipohjaisten materiaalien korvaamiseen (vähähiilisillä vaihtoehdoilla).

Hankkeen tavoitteita ovat:
1) Kehittää digitaalisesti valmistettavia uusia materiaaleja ja parantaa niistä valmistettujen rakenteiden toiminnallisuutta ja kierrätettävyyttä.
2) Kehittää ja laajentaa digitaaliseen valmistukseen soveltuvaa tutkimusinfrastruktuuria uusien materiaalien ja rakenteiden nopeaan valmistukseen (esim. demonstrointi ja prototyypit).
3) Kehittää 3D valmistustekniikkaa uusille materiaaleille ja komponenteille elektroniikan, optiikan ja lääketieteen sovelluksiin.
4) Todentaa ja dokumentoida kehitettävien 3D tulostettavien materiaalien ja rakenteiden toiminnallisuus.
5) Tuottaa uutta tietoa asiantuntijoille ja yrityksille 3D tulostettavien materiaalien soveltuvuudesta ja edellytyksistä elektroniikan, optiikan ja lääketieteen sovelluksiin.

Sovelluskohtainen materiaali- ja 3D tulostusprosessin kehitystyö tapahtuu tiiviissä yhteistyössä materiaali- ja sovelluskehittäjän kanssa. Tällöin voidaan varmistaa, että materiaali on digitaalisesti prosessoitavissa, mutta säilyttää silti halutun toiminnallisuuden. Koska uudet materiaalit ja tavoitellut sovellukset edellyttävät 3D-tulostimelta monipuolisia liityntöjä (esim. useita materiaaleja tulostetaan samanaikaisesti) ja joustavaa säädettävyyttä, olemassa olevaa 3D tulostuslaitteistoa täydennetään hankkimalla monimateriaali tulostukseen soveltuva 3D tulostin ja siihen tarvittavat lisäosat.

Hanke tuottaa uutta tieteelliseen tutkimukseen pohjautuvaa tietoa yrityksille ja tutkimuslaitoksille, uusista materiaaleista, digitaalisista valmistusprosesseista, sekä niiden hyödyntämisestä eri sovellusaloilla. Hankkeen tuloksena syntyy myös konkreettisia materiaali- ja rakenne-esimerkkejä, jotka soveltuvat 3D tulostukseen. Tavoitteena
on nostaa ja edistää alueellista kilpailukykyä digitaalisen valmistuksen ja siihen soveltuvan materiaaliteknologian kehityksessä.

Hanketta on valmisteltu yhteistyössä eri tutkimusyksiköiden kesken Oulun yliopistolla ja alan yritysten kanssa. Valmistelussa on myös hyödynnetty viimeisintä tieteellistä tutkimustietoa 3D tulostuksen ja siihen soveltuvien materiaalien tilasta. Tarkoituksena on, että Oulun yliopistossa tehtävä tutkimus- ja kehitystyö tähtää menestykselliseen tutkimus- ja tuotekehitysympäristöön, jota myös yritykset voivat hyödyntää liiketoimintansa kehittämisessä. Hanke tarjoaa myös tietoa ja ratkaisuja alueella tehtävään tutkimukseen ja opetukseen, joka mahdollistaa osaamiskeskittymän syntymiseen, tehden Oulun alueesta kansainvälisestikin merkittävä toimijan digitaalisen valmistustekniikan alalla.

4 Hankkeen kohderyhmät

4.1 Varsinaiset kohderyhmät

Hankkeen varsinaisena kohderyhmänä ovat alueen tutkimuslaitokset ja korkeakoulut, jotka tutkivat ja kehittävät materiaaleja, rakenteita elektroniikan, fotoniikan ja lääketieteen sovelluksiin.

4.2 Välilliset kohderyhmät

Välillisenä kohderyhmänä ovat alueella toimivat materiaali- ja valmistustekniikkaan keskittyvät ja niitä hyödyntävät yritykset, joille hanke tuottaa tietoa digitaalisesta valmistustekniikasta ja siihen soveltuvista uusista materiaaleista. Välillisiä kohderyhmiä ovat myös opettajat ja opiskelijat Oulun seudun ammattikorkeakoulussa ja Oulun yliopistossa, joille syntyvää tietotaito jaetaan edelleen hyödynnettäväksi. He saavat uutta osaamista projektin toteutumisen aikana 3D-tulostukseen uusista materiaaleista ja viimeisimmästä valmistusprosessikehityksestä. Hankkeesta hyötyvät välillisesti myös 3D-tulostustekniikkaa käyttävät henkilöt, kuten tuotekehitysinsinöörit tai lääkärit sekä heidän asiakaskuntansa.

5 Projektin julkinen rahoitus, euroa

Myönnetty EU- ja valtion rahoitus: 293 999

Toteutunut EU- ja valtion rahoitus: 293 999

Suunniteltu julkinen rahoitus yhteensä: 398 142

Toteutunut julkinen rahoitus yhteensä: 398 142

6 Maantieteellinen kohdealue

Maakunnat: Pohjois-Pohjanmaa

Seutukunnat: Oulun

Kunnat: Oulu

Toteutuspaikan osoite, jos hanke toteutetaan yhdessä paikassa

Jakeluosoite: Pentti Kaiteran katu 1

Postinumero: 90014

Postitoimipaikka: Oulun Yliopisto

7 Hakemusvaiheessa ilmoitettavat arviot hankekohtaisista seurantiedoista

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

Suunniteltu: 0, joihin työllistyvät naiset 0

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: Kyllä
Hanke tukee erityisesti teknisen ja terveyden/hyvinnoinnin alaan liittyvän toimintaympäristön kehitystä. Tilastokeskuksen tilastojen mukaan vuonna 2016 Suomessa valmistui 5024 teknisen alan yliopistotutkinnon suorittanutta, joista 1249 oli naisia. Oulun seudulla vastaavat luvut olivat 395 miestä ja 150 naista. Terveyden ja hyvinvoinnin alalan yliopistotutkintoja suoritettiin vuonna 2016 yhteensä 2163, joista naisia 1584 (eli noin 73%). Oulun seudulla vastaavat luvut olivat 357 ja 242 eli noin 68% naisia. Hankkeen toteutukseen osallistuvissa tutkimusyksiköissä työskentelee sekä miehiä, että naisia, jotka ovat valittu tehtäviinsä asiantuntemuksensa ja osaamisensa perusteella. Teknisen alan luonteesta johtuen miehiä on suhteellisesti enemmän kuin naisia. Kolmen mukana olevan tutkimusyksikön johtajat ovat naisia (BIOCENTER, KUIPA ja MIC).
Sukupuolinäkökulma on huomioitu hankkeen toiminnassa (valtavirtaistaminen): Kyllä
Hankkeen toiminnassa huomioidaan naisten ja miesten tasapuolinen osallistuminen tutkimus- ja muuhun toimintaan. Projektin tuloksena syntyvä toiminta ei aseta minkäänlaisia sukupuolivaatimuksia vaan kaikki tehtävät ovat avoinna molemmille sukupuolille tasavertaisesti. Lisäksi projektin viestintä pyritään tekemään sukupuolineutraalisti. Hankkeen ohjausryhmään pyydetään mahdollisimman tasapuolisesti nimeämään sekä miehiä, että naisia.
Hankkeen päätavoite on sukupuolten tasa-arvon edistäminen: Ei
Hankkeella ei ole erityisiä tasa-arvoa edistäviä toimia, mutta kehitettävä ympäristö on luonteeltaan avoin ja antaa tasapuoliset mahdollisuudet osallistua projektin tulosten hyödyntämiseen.

8.2 Kestävä kehitys

VälitönVälillinen
Ekologinen kestävyys
Luonnonvarojen käytön kestävyys 1 5
Digitaalinen valmistus on luonteeltaan lisäävää, jolloin valmistuksessa käytettävien materiaalien hävikki on pientä. Lisäksi tässä hankkeessa kehitetään materiaaleja, jotka ovat ympäristöystävällisiä ja helposti kierrätettävissä.
Ilmastonmuutoksen aiheuttamien riskien vähentäminen 0 3
Digitaalinen valmistustekniikka on luonteeltaan energiatehokasta. Lisäksi kehitetyt rakenteet ja toiminnalliset järjestelmät voivat auttaa ilmastonmuutoksen aiheuttamien riskien ja vahinkojen torjunnassa.
Kasvillisuus, eliöt ja luonnon monimuotoisuus 0 0
Ei tunnistettuja vaikutuksia.
Pinta- ja pohjavedet, maaperä sekä ilma (ja kasvihuonekaasujen väheneminen) 0 2
Kehitettävät rakenteet ja toiminnalliset systeemit voivat auttaa vesien, maaperän ja ilmanlaatuun parantamisessa.
Natura 2000 -ohjelman kohteet 0 0
Ei tunnistettuja vaikutuksia.
Taloudellinen kestävyys
Materiaalit ja jätteet 5 6
Kehitettävät materiaalit ja rakenteet pyritään tekemään mahdollisimman ympäristöystävällisiksi tehokkailla valmistusprosesseilla, jolloin valmistuksesta ja käytöstä aiheutuva ympäristökuormitus pienenee.
Uusiutuvien energialähteiden käyttö 0 0
Ei tunnistettuja vaikutuksia.
Paikallisen elinkeinorakenteen kestävä kehittäminen 3 3
Oulun seudulle on syntynyt mm. moderni ohutkalvo- ja hybridi-elektroniikan keskittymä. Tässä hankkeessa syntyvä osaaminen ja infrastruktuuri täydentää merkittävältä osalta jo olemassa olevaa materiaali- ja valmistusosaamista, jota myös alueen yritykset voivat hyödyntää.
Aineettomien tuotteiden ja palvelujen kehittäminen 3 3
Hankkeessa kehittävä avoin digitaalisen valmistuksen kehittämiseen ja soveltamiseen tarkoitettu ympäristö mahdollistaa esim. prototyyppien valmistamisen.
Liikkuminen ja logistiikka 0 1
Tuote- ja valmistusprosessin keskittyminen pienelle maantieteelliselle alueelle vähentää tarpeetonta tavaroiden ja osien kuljetuksia.
Sosiaalinen ja kulttuurinen kestävyys sekä yhdenvertaisuus
Hyvinvoinnin edistäminen 2 4
Hankkeessa kehitettyjä materiaaleja ja laajasti sovelluksissa jotka parantavat ihmisten elinympäristön toiminnallisuutta ja viihtyvyyttä. Lisäksi kehittävää teknologiaa voidaan hyödyntää esim. sairauksien hoitoon (ihmisen varaosat, lääkekehitys) ja terveyden ylläpitämiseen.
Tasa-arvon edistäminen 0 3
Hankkeen toimenpiteiden avulla luodaan toimintaedellytyksiä uudeööe liiketoimintalle ja työllistymismahdollisuuksia molemmille sukupuolille.
Yhteiskunnallinen ja kulttuurinen yhdenvertaisuus 0 0
Ei tunnistettuja vaikutuksia.
Kulttuuriympäristö 0 0
Ei tunnistettuja vaikutuksia.
Ympäristöosaaminen 2 3
Digitaalisesti valmistettaviin materiaaleihin ja valmistukseen liittyvä ympäristö- ja elinkaareen liittyvä osaaminen kasvavat.

9 Loppuraportin tiivistelmä

-