|
|
|
Hankekoodi: A77632
Hankkeen nimi: Investointi keraamien tulostuksen sideaineen suihkutus -menetelmään
Toimintalinja: 2. Uusimman tiedon ja osaamisen tuottaminen ja hyödyntäminen
Erityistavoite: 4.1. Tutkimus-, osaamis- ja innovaatiokeskittymien kehittäminen alueellisten vahvuuksien pohjalta
Suunnitelman mukainen toteutusaika: Alkaa 1.6.2021 ja päättyy 30.4.2023
Toiminnan tila: Toiminta päättynyt
Vastuuviranomainen: Pirkanmaan liitto
Hakijan virallinen nimi: Tampereen korkeakoulusäätiö sr
Organisaatiotyyppi: Yliopisto
Y-tunnus: 2844561-8
Jakeluosoite: Korkeakoulunkatu 6
Puhelinnumero: 0408490191
Postinumero: 33014
Postitoimipaikka: Tampereen yliopisto
WWW-osoite: http://www.tuni.fi
Hankkeen yhteyshenkilön nimi: Vihinen Jorma Juhani
Yhteyshenkilön asema hakijaorganisaatiossa: Tutkimuspäällikkö
Yhteyshenkilön sähköpostisoite: jorma.vihinen(at)tuni.fi
Yhteyshenkilön puhelinnumero: 04055567874
Hakijoiden lukumäärä tai tuen siirto -menettely:
Polymeerien ja erityisesti metallien 3D-tulostus on lisääntynyt voimakkaasti viime vuosina. Teknologia on mahdollistanut muotoilun vapauden ja lisännyt mahdollisuuksia suunnitella kappaleet toiminnallisuuden ei niinkään valmistettavuuden mukaan. Samalla teknologian tuottavuus on parantunut ja se on entistä kilpailukykyisempi perinteisiin tuotantomenetelmiin nähden jopa sarjatuotannossa. Keraamien 3D-tulostukselle on nähtävissä samanlainen kehityspolku kuin metallien 3D-tulostuksellakin. 3D-tulostettujen keraamikappaleiden valmistukseen on jo tarjolla paljon erilaisia laitteita, mutta keraamisten raaka-aineiden erityisominaisuudet ja tulostusten jälkeiset toimet tekevät kappaleiden valmistuksen haasteellisemmaksi kuin polymeeri- ja metallimateriaaleilla. Keraamien 3D-valmistustekniikat ovat olleet myös suhteellisen kalliita investointeja, mutta on selvää, että investointikustannukset laskevat merkittävästi tulevaisuudessa. Haemme tästä EAKR-rahoituksesta tukea hankkeelle, jossa hankimme pienen sideaineen suihkutus -menetelmään perustuvan laitteiston kappaleiden tulostuksen nopeaan ja joustavaan soveltamiseen ja erityisesti materiaalien testaukseen.
Suurimmalle osalle yrityksiä keraamien 3D-tulostus on vieläkin aika uusi asia. Eri hankkeissa saatu tieto yritysten tarpeista on tuonut esille useita kohteita, joissa keraamitulosteista olisi paljon hyötyä. Kyseessä on ajatustavan muutos keraamien valmistuprosesseihin, koska teknologia mahdollistaa muodon ja toiminnon yhdistämisen siten, että uudet ratkaisut ja tuotteet ovat mahdollisia. Erityisesti tämä näkyy energia- ja ympäristötekniikan sovellusten kuten kaasujen ja veden käsittelyssä, katalyyttirakenteissa, kaivosteollisuudessa, sähköteknisessä teollisuudessa sekä vety- ja akkuteollisuudessa. Yrityksistä löytyneet kohteet ovat usein sellaisia, joissa tarvitaan suurempia tulostettuja kappaleita ja tällaisten kappaleiden tulostamiseen sideaineen suihkutus -menetelmä on sopiva. Tällaisia laitteita ei ole Euroopassa montakaan ja Suomessa se olisi ensimmäinen laite teknisille keraameille. Pienikin laitteisto mahdollistaa uuden teknologian soveltamisen suomalaisen teollisuuden tarpeisiin ja samalla se vahvistaisi TAU:n osaamista eri keraamien valmistusmenetelmien asiantuntijana. Tämän menetelmän etuna on skaalattavuus, pienellä laitteella voidaan testata sopivuus kohteeseen. Yritykset voivat sitten investoida turvallisin mielin suurempiin laitteisiin, kun periaatteet on testattu. Hankinnan kohteeksi ajateltu laite soveltuu myös metallikappaleiden tulostukseen, kun hankitaan myös siihen soveltuvat komponentit.
Hankittavilla laitteilla toteutetaan Keraamien tulostus -hankkeen (hakemusnumero 309405) tavoitteita, joten tämän hankkeen edellytys on kyseisen hankkeen toteutuminen. Hankittavan laitteiston avulla teollisuus voi tutustua uusiin teknologioihin konkreettisesti ja sen myötä yrityksille syntyy uusia innovaatioita ja niiden kautta työpaikkoja. Toimintaympäristöjen käyttäjien perehdytys on tärkeää tietämyksen jalkauttamiseksi. Keraamiryhmän ja muidenkin tutkimusryhmien kouluttaminen laitteiston käyttöön parantaa laitteiston käyttösuhdetta. Hankkeen jälkeen yrityksillä on riittävästi tietoa omaan laitteistoinvestointiin. Yhteistyö voi jatkua esimerkiksi siten, että TAU:llä kehitetään ja testataan uusia materiaaliyhdistelmiä ja yritys saa tietoon niiden käyttöön tarvittavat parametrit.
Hankkeella mahdollistetaan uusien materiaalien ja rakenteiden nopea tekninen demonstrointi sekä ideoiden teollisen tuotannon testaus. Hankkeella saadaan aikaan merkittävä lisäys keraamien 3D-tulostustekniikoihin Suomessa. Se auttaa kansainvälistymiseen 3D-tulostustekniikan alueella. Kansainvälistä projektitoimintaa pystytään aktivoimaan ajanmukaisen toimintaympäristön avulla.
Hankkeen kohderyhmä on suomalaisen kone- ja metallituoteteollisuuden tuotantoverkoston suunnittelu- ja alihankintapalveluja tuottavat yritykset. Kone- ja metallituoteteollisuuden asiakasaloista energiaklusteri (esim. Wärtsilä, Fortum), metsäklusteri (esim. Valmet, Andriz, Raute, Metso), elektroniikkateollisuus ja instrumenttiteollisuus (esim. Vaisala, Murata) on tunnistettu potentiaalisiksi kohteiksi keraamikappaleiden soveltajiksi.
Suomalaiselle teollisuudelle on tyypillistä, että on muutamia suuria yrityksiä, jotka valmistavat tuotteitaan suuren alihankintaverkon avustamina. Alihankkijoilla ei ole omia tuotteita, vaan tuotteet valmistetaan päähankkijan piirustusten mukaan. Siksi on tärkeää, että uutta teknologiaa edistävässä hankkeessa on osapuolia kattavasti koko verkostosta. Tuotteen omistajalle tulee tietoa uusista valmistusmahdollisuuksista ja voivat ottaa ne huomioon tuotekehityksessä. Samanaikaisesti alihankintayritykset saavat saman informaation ja voivat reagoida nopeammin tuleviin tuotemuutoksiin.
Hankkeen kohderyhmän toimialat on vaikea määrittää selkeästi. Kohteet, joihin 3D-tulostettuja keraamikappaleita käytetään, ovat yleensä osa suurempaa kokonaisuutta. Niissä haetaan parannusta esim. lämmönkestävyyteen, sähköeristyksiin, kemikaalien ja kulutuksen kestoon. Tällaisia kohteita voi olla minkä tahansa toimialan laitteissa. Hankkeella on muutamia tukikirjeitä, joista tulee sama asia esiin. Alla tukikirjeitä lähettäneitä tahoja:
FAME (Finnish Additive Manufacturing Ecosystem) edustaa joukkoa yrityksiä, jotka haluavat edistää 3D-tulostusteknologiaa. FAME:lta on tullut tukikirje, jossa hankkeen tavoitteita pidetään tärkeinä. Alla on FAME:n yritykset jaoteltu kohderyhmittäin:
- konepajat: Andridz Savonlinna Works, Lillbacka Powerco/Finn-Power, Patria, Raute, Valmet, Wärtsilä
- rakennusteollisuus: VILPE
- sopimusvalmistajat: SME Elektro-Group
- suunnittelutoimistot: CITEC, Elomatic, Etteplan, Huld
- 3D-tulostuspalvelun tarjoajat: 3D Formtech, 3D-Step, Delva, Origo Engineering
- asiantuntijapalvelut: AirFaas, DBE Core, Nordic Industries, SelectAM
- 3D-tulostinlaitevalmistajat ja laitteiden edustajat: EOS Finland, Minifactory, Vossi
Tukikirje on tullut myös seuraavilta yrityksiltä:
- Millidyne, materiaaleihin ja pinnoitteisiin erikoistunut yritys
- ColloidTek, analytiikkalaitteistoja teollisuudelle kehittävä ja tekevä yritys
- Pulsedeon, energiateknologiaratkaisuja kehittävä yritys
- Wisematic, automaatio- ja robotiikka-alan yritys
FAME:n ja yrityksiltä tulleiden tukikirjeidenkin perusteella nähdään, että muutaman ”veturiyrityksen” vanavedessä on suuri joukko alihankintayrityksiä, joko suunnittelemassa, valmistamassa tai muita asiantuntijapalveluita tarjoavia yrityksiä. Tämä on se joukko, joka on hankkeen potentiaalisin kohderyhmä. Pirkanmaalla toimivia yrityksiä siitä ovat: Patria, Valmet, Elomatic, Etteplan, 3D-Step, Vossi, Millidyne, ColloidTek, Pusedeon ja Wisematic.
TAU on tehnyt pitkään yhteistyötä Pirkanmaan eri oppilaitosten kanssa 3D-tulostuksen laitehankinnoissa ja koulutushankkeissa. Tämä laitehankinta tukee aiemmin hankittujen laitteiden kokonaisuutta. Yhteistyö merkitsee myös kaikkien Pirkanmaalaisten oppilaitosten opetushenkilöstön tutustuttamista uuteen laitteeseen ja teknologiaan. Yhteistyötä on myös FAMEn kanssa, joka on uusi toimija 3D-tulostuksen alueella. Finnish Additive Manufacturing Ecosystem (FAME) on innovatiivinen teollinen ekosysteemi, joka edistää suomalaisen 3D-tulostuksen roolia ja tuo yhteen suomalaisia toimijoita lisäävän valmistuksen alalla. Toimijoita ekosysteemissä on tällä hetkellä noin 20 yritystä. FAME-ekosysteemin toimijat uskovat voivansa merkittävästi myötävaikuttaa maailmanlaajuisesti AM:n suunnittelemien ja valmistettujen tuotteiden ja tuotantojärjestelmien markkinoihin.
Myönnetty EU- ja valtion rahoitus: 217 000
Toteutunut EU- ja valtion rahoitus: 203 169
Suunniteltu julkinen rahoitus yhteensä: 310 000
Toteutunut julkinen rahoitus yhteensä: 290 241
Hankkeen toiminta on valtakunnallista
Jakeluosoite: Korkeakoulunkatu 6
Postinumero: 33720
Postitoimipaikka: Tampere
Suunniteltu: 0, joihin työllistyvät naiset 0
Toteutunut seurantatietojen mukaan: 0, joihin työllistyvät naiset 0
Suunniteltu: 0, joista naisten perustamia 0
Toteutunut seurantatietojen mukaan: 0, joista naisten perustamia 0
| Välitön | Välillinen | |
| Ekologinen kestävyys | ||
| Luonnonvarojen käytön kestävyys | 4 | 6 |
| Materiaalia käytetään vain tarpeen mukaan. Kappaleista voidaan tehdä kevyempiä ja kestävämpiä, jolloin käytön myötä ekologinen kestävyys on parempi perinteisiin menetelmiin nähden. Sovelluskohteina ovat kiertotalouden, energia- ja ympäristötekniikan sovellukset. | ||
| Ilmastonmuutoksen aiheuttamien riskien vähentäminen | 0 | 3 |
| Keraamiset kappaleet ovat kestäviä ja niillä voidaan korvat metallista valmistettuja kappaleita, joiden käyttöikä on huomattavasti lyhyempi. Tulostamalla raaka-aineiden käyttö on tehokkaampaa perinteisiin menetelmiin verrattuna. | ||
| Kasvillisuus, eliöt ja luonnon monimuotoisuus | 0 | 0 |
| Pinta- ja pohjavedet, maaperä sekä ilma (ja kasvihuonekaasujen väheneminen) | 0 | 0 |
| Natura 2000 -ohjelman kohteet | 0 | 0 |
| Taloudellinen kestävyys | ||
| Materiaalit ja jätteet | 5 | 4 |
| Jätettä syntyy vähemmän perinteiseen materiaalia poistavaan menetelmään nähden. | ||
| Uusiutuvien energialähteiden käyttö | 0 | 0 |
| Paikallisen elinkeinorakenteen kestävä kehittäminen | 5 | 5 |
| Valmistusta voidaan tuoda takaisin ulkomailta. Uusi teknologia mahdollistaa uuden tyyppisten yritysten syntymisen. | ||
| Aineettomien tuotteiden ja palvelujen kehittäminen | 4 | 5 |
| Tuotteiden muotoilu on vapaampaa kuin perinteisillä valmistusmenetelmillä. Toiminnallisten keraamien poikkeuksellisten ominaisuuksien tehokas hyödyntäminen; katalyysi, ionijohtavuus, adsorptio/desorptio ja optiset/sähköiset/magneettiset ominaisuudet kuten valosähköinen konversio. | ||
| Liikkuminen ja logistiikka | 4 | 5 |
| Materiaalia täytyy liikuttaa vain jauheina ja sideaineena Puolivalmiiden tuotteiden siirtely vähenee. Uusia palvelumalleja kehitetään. | ||
| Sosiaalinen ja kulttuurinen kestävyys sekä yhdenvertaisuus | ||
| Hyvinvoinnin edistäminen | 0 | 5 |
| Hankkeella edistetään kokemusperäisen tiedon saatavuutta keraamien tulostuksesta ja samalla parannetaan yritysten kilpailukykyä. Keraamisia osia voidaan tehdä joustavasti mm. ihmisten varaosat, harrastusvälineiden osat (pyörät, rullaluistimet, kalastusvälineet) Taide-esineiden tekeminen on yksi mahdollisuus tälle menetelmälle, vaikka se ei ole tämän hankkeen tavoite. | ||
| Tasa-arvon edistäminen | 0 | 0 |
| Yhteiskunnallinen ja kulttuurinen yhdenvertaisuus | 0 | 0 |
| Kulttuuriympäristö | 0 | 0 |
| Ympäristöosaaminen | 0 | 4 |
| Tietoisuus keraamien käytöstä lisääntyy ja sillä voidaan korvata käyttökohteessa vähemmän kestäviä materiaaleja. Huokoisia keraameja käytetään suodattamaan epäpuhtauksia. 3D-tulosteiden avulla voidaan tehdä pienempiä ja tehokkaampia suodattimia (vedenpuhdistus, katalysaattorit). Yksi menetelmän sovellusalue on energiasovellukset (esim. akut, polttokennot, korkean lämpötilan tehokkaammat prosessit). | ||
-