|
|
|
Hankekoodi: A78814
Hankkeen nimi: Väsymistutkimusympäristö erittäin vaativien sovellusten kehittämiseksi ”FATE”
Toimintalinja: 8. REACT-EU:n EAKR-toimenpiteet
Erityistavoite: 12.2. Tutkimus- ja innovaatiotoiminnan kehittäminen erityisesti digitalisaation edistämisen ja yhteiskunnan hiilineutraalisuustavoitteen toteutumisen näkökulmasta
Suunnitelman mukainen toteutusaika: Alkaa 1.1.2023 ja päättyy 31.12.2023
Toiminnan tila: Toiminta päättynyt
Vastuuviranomainen: Pohjois-Pohjanmaan liitto
Hakijan virallinen nimi: Oulun Yliopisto
Organisaatiotyyppi: Yliopisto
Y-tunnus: 0245895-5
Jakeluosoite: PL 8000
Puhelinnumero: 0294 480 000
Postinumero: 90014
Postitoimipaikka: Oulun yliopisto
WWW-osoite: http://www.oulu.fi
Hankkeen yhteyshenkilön nimi: Järvenpää Antti
Yhteyshenkilön asema hakijaorganisaatiossa: Tutkimusjohtaja
Yhteyshenkilön sähköpostisoite: antti.jarvenpaa(at)oulu.fi
Yhteyshenkilön puhelinnumero: 0406720544
Hakijoiden lukumäärä tai tuen siirto -menettely:
Oulun yliopiston Väsymistutkimusympäristö erittäin vaativien sovellusten kehittämiseksi ”FATE” -hankkeen tavoitteena on tukea metalli- ja konepajojen erikoistumista vähähiilisten tuotteiden valmistamiseen vaativiin olosuhteisiin mahdollistamalla TKI-toimintojen taustalla tehtävän väsymistutkimuksen laajentumisen sekä kansainvälistymisen. Lyhyellä aikavälillä FATE-hanke tarjoaa teollisuudelle uusia mahdollisuuksia TKI-toimintojen uudistamiseksi yhteiskunnallisten kriisien kuten Covid-19 epidemian aiheuttamien haasteiden ylipääsemiseksi. Pitkällä aikavälillä tavoitteena on kehittää väsymistutkimukseen pohjautuvaa innovaatiokeskittymää Oulun yliopistolla ja Nivalan alueella Suomen johtajavaksi tutkimusympäristöksi sekä osaksi maailmanlaajuista kärkitutkimusta. Oulun yliopisto on Suomen ainoa yliopisto, minkä strategisena painoalueena on teräs ja hiljattain strategia on päivittynyt painottumaan vetyä kestäviin teräksiin ja näiden sovelluksiin.
Terästutkimukseen ja vetytalouteen vahvasti kytköksissä oleva väsymistutkimus on kasvattanut rooliaan TKI-toiminnoissa. Tarvetta on kasvattanut yhteiskunnallinen murros teräsrakenteiden kehittämiseksi entistä kevyemmiksi ja kestävimmiksi, uusien valmistusteknologioiden kuten metallin 3D-tulostuksen yleistyminen sekä tarve kehittää uusia materiaaleja erittäin vaativiin olosuhteisiin, entistä vähäisemmällä ympäristövaikutuksella. Väsymistutkimuksen mahdollistavaa kokeellista infrastruktuuria on kehitetty viime vuosina voimakkaasti Oulun yliopiston etäkampuksella Nivalan ELME Studiossa ja tavoitteena on laajentaa ympäristöä tulevaisuudessa niin, että se palvelee entistä tehokkaammin sekä kotimaisia, että ulkomaisia TKI-toimijoita. Laajentamisessa avainasemassa ovat kehittyneiden väsytystestauslaitteistojen hankinnat sekä näiden jatkokehitys erittäin vaativiin olosuhdetesteihin Nivalan toimintaympäristössä.
Hanke pyrkii osaltaan vastaamaan yhteiskunnalliseen tarpeeseen lisäämällä teollisuuden resilienssiä tarjoamalla perustan olennaisen tiedon tuottamiseen ja osaamisen lisäämiseen. Tässä hanke jalkauttaa Pohjois-Pohjanmaan ja Itä- ja Pohjois-Suomen älykkään erikoistumisen strategiaa sekä Pohjois-Pohjanmaan korona-toimenpidesuunnitelmaa. Hankkeen epäsuorana tavoitteena on näin edistää pk-yritysten valmiuksia suunnitella ja valmistaa vaativien käyttökohteiden erikoistuotteita niin, että niiden käyttöominaisuudet, kilpailukyky ja elinikä ovat luotettavasti optimoidut. Lisäksi hanke pyrkii tukemaan Oulun yliopiston ja sidosverkostojen väsymistutkimuksen kehittymistä maailman huipputasolle etenkin ainetta lisäävässä valmistuksessa, ultralujien terästen tutkimuksessa sekä vetyä kestävien terästen ja näiden sovellusten kehittämisessä.
Hankkeen pääpaino on kahden väsytystestauslaitteiston hankintaprosesseissa ja käyttöönotossa. TKI-tehtäviä toteutetaan hankkeen aikana ja sen jälkeen projektiyhteistyönä. Hankeaikataulun rajallisuudesta johtuen, varsinaisen tutkimuskäytön osuus jää pieneksi, mutta hankkeen aikana ehditään tehdä projektiyhteistyönä selvitystyötä Oulun yliopistolla sekä Saksan, että Itävallan yliopistoyhteistyön avulla uusien väsytystestauslaitteistojen hyödyntämisestä korroosio- ja vetytutkimuksen. Käytännössä tässä tavoitellaan investoitavien laitteistojen yhdistämistä eri yliopistojen korroosio- ja vetytestauslaboratorioiden tekniikoihin niin, että siirrettävät mittaus- ja latauslaitteet voidaan integroida tarvittaessa osaksi väsytystestauslaitteita aktiivisessa testauksessa, mutta myös passiivisesti niin, että kv-yliopistojen tekniikoita voidaan hyödyntää ympäristössä passiivisesti. Molemmissa tapauksissa tavoitteena on erilaisten kemiallisten altistumisten vaikutuksen selvittäminen hankkeen päättymisen jälkeen. Käytännössä etenkin korroosioväsytystestaukseen sekä vedyn vaikutuksen selvittämiseen. Alustava tieto on, että vetysovelluksissa sekä korroosio, että vety itsessään tulevat vaikuttamaan voimakkaasti terästen ja muiden materiaalien väsymiskestävyyteen.
Tutkimusinfrastruktuurin vahvistuminen on linjassa tutkimusalueen kysynnän kasvun, uusien TKI-toimintojen käynnistämisen sekä pullonkaulojen muodostumisen ehkäisemisessä. Hankkeen avulla Oulun yliopiston tutkimusyksiköt kykenevät vastaamaan tieteellisen ja teollisen tämänhetkiseen tarpeeseen uusia kehittyneitä tekniikoita hyödyntämällä, mutta myös mahdollistamaan uudet aluevaltaukset kuten vetyä kestävien terästen ja sovellusten kehittämisen. Tarpeiden täyttäminen luo tulosten hyödyntäjille osaamisen tuotteiden ylivoimatekijöiden lisäämiseksi ja hiilijäljen pienentämiseksi. Yhteiskunnallisesti tämä lisää tutkimuksen vaikuttavuutta sekä vahvistaa TKI-toimintoja teollisuuden ja kv-yhteisöjen kanssa.
Oulun yliopiston lisääntynyt aktiivisuus väsymistutkimuksessa on vahvistanut kansainvälistä yhteistyötä sekä tutkimuslaitosten, että yritysten kanssa. Tutkimusyhteistyön vahvistuminen on johtanut useisiin hankevalmisteluihin sekä suoraan tutkimusyhteistyöhön. “FATE”-hankkeen investoinnit ovat osa tämän kasvun ja tulevien hankekokonaisuuksien mahdollistamista, niiden parantaessa tutkimusyksiköiden kykyä toteuttaa haastavia kokeellisia tutkimuksia. Kansainvälisen TKI-yhteistyön lisääntyminen vahvistaa alueen osaamista tiedonsiirron ja tutkimusresurssien kasvaessa, mutta tavoitteena on myös vahvistaa pk-sektorin roolia kansainvälisessä tutkimusverkostossa esimerkiksi yhteistyöhankkeiden avulla. Alueelle huippuosaamiskeskittymän syntyminen tuo kansainvälisiä alan ammattilaisia sekä parantaa alueen yritysten mahdollisuuksia uusiin kaupallisiin läpimurtoihin.
Käytännön tasolla laiteinvestoinnit mahdollistavat käynnissä olevien hankkeiden riskittömän toteutuksen, mutta myös uusien aihepiiriin liittyvien tutkimushankkeiden valmistelun rahoituskauden alun ohjelmista. Väsytystestauslaitteistot ovat kehittyneet viime vuosina niin tehokkuuden, kuin laadullisten näkökulmien puolesta. Käytännössä esimerkiksi testaustaajuus on kasvanut viime vuosikymmeneltä 20 hertsistä yli 100 hertsiin, mikä tarkoittaa viisikertaa nopeampaa testausta. Samanaikaisesti ohjaustarkkuus ja -mahdollisuudet ovat kehittyneet raportointityökaluista puhumattakaan. Uusilla laitteistoilla on mahdollista tuottaa entistä enemmän laadukkaita tieteellisiä tuloksia ja tämä tulee näkymään jo hankkeen aikana ryhmän julkaisutoimintaa tukevasti. Laitteistojen kilpailutus toteutetaan niin, että laitteistot sopivat myös olosuhdetestaukseen, joten yhdessä kehittyneen testaustekniikan ja alueellisten innovaatioiden avulla “FATE”-hanke mahdollistaa alueellisten ylivoimatekijöiden lisäämisen esimerkiksi vetytalouteen liittyen. Lisäksi huomioidaan erityisen hyvin toiminnallisten hilarakenteiden ja näiden sovellusten kuten lämmönvaihtimien ja luuimplanttien väsytystestaus, pehmeistä materiaaleista puhumattakaan, joten hankkeella on positiivinen vaikutus tutkimusverkoston kykyyn laajentaa tutkimusaluetta muihin materiaaleihin sekä täsmäsovelluksiin.
Hankkeen varsinaisena kohderyhmänä ovat alueella toimivat metalli- ja konepajateollisuuden yritykset, joista erityisesti kohderyhmänä ovat näiden toimialojen pk-yritykset. Hankkeen kohderyhmänä ovat myös muiden alojen yritykset, jotka valmistavat tuotteita, joihin kohdistuu väsyttävää kuormitusta. Kotimaisen teollisuusrakenteen alihankintaan perustuvan ja muutenkin sirpaloituneen luonteen vuoksi hankkeen kohderyhmään kuuluu myös toimitusverkostoihin kuuluvia alueen ulkopuolisia yrityksiä. Kohderyhmänä ovat myös suunnittelutoimistot, jotka tekevät metallirakenteiden suunnittelua sekä alueen TKI-yhteisö. TKI-yhteisöön kuuluvat teollisuutta palvelevat Oulun yliopiston FMT-ryhmän kotimaiset ja kansainväliset verkostot, Oulun yliopiston terästutkimuskeskus CASR ja sen verkostot, kunnallisista yrityskehitys- ja palveluorganisaatioista Nivalan Teollisuuskylä, BusinessOulu jne. Hankkeen kohderyhmänä ovat myös kotimaisen ainetta lisäävän valmistuksen FAME3D-ekosysteemiin kuuluvat yritykset.
Hankkeen välilliset kohderyhmät ovat Pohjois-Pohjanmaan kunnat ja kaupungit, niiden alueella asuvat ihmiset sekä alueella olevat muut yritykset ja teollisuus sekä kaikkia näitä tukevat organisaatiot. Hanke toimii kansallisena suunnannäyttäjänä ja alustajana tuleville suuremmille aiheeseen liittyville projekteille (Business Finland, EU Horizon sekä Oulun yliopiston Suomen Akatemian hankkeet) ja antaa näin alueelle etulyöntiasemaa edelläkävijänä. Vahva osaaminen yhdistettynä suorituskykyiseen tutkimuslaboratorioon mahdollistaa myös kv-yhteistyön lisäämisen ja sitä kautta osaamisen siirtämisen eri maiden välillä.
Myönnetty EU- ja valtion rahoitus: 7 812
Toteutunut EU- ja valtion rahoitus: 7 630
Suunniteltu julkinen rahoitus yhteensä: 10 806
Toteutunut julkinen rahoitus yhteensä: 10 598
Maakunnat: Pohjois-Pohjanmaa
Seutukunnat: Nivala-Haapajärven
Kunnat: Nivala
Jakeluosoite: Pajatie 5
Postinumero: 85500
Postitoimipaikka: Nivala
Suunniteltu: 0, joihin työllistyvät naiset 0
Toteutunut seurantatietojen mukaan: 0.00, joihin työllistyvät naiset 0.00
Suunniteltu: 0, joista naisten perustamia 0
Toteutunut seurantatietojen mukaan: 0.00, joista naisten perustamia 0.00
| Välitön | Välillinen | |
| Ekologinen kestävyys | ||
| Luonnonvarojen käytön kestävyys | 0 | 7 |
| Hankkeen vaikutuksesta yritykset saavat tietoa erilaisten tuotteiden ja rakenteiden väsymiskestävyydestä, jolloin he voivat suunnitella elinkaareltaan pidempi ikäisiä tuotteita ja näin syntyy materiaalinsäästöä. Tällöin esimerkiksi rakenteiden huoltamisessa tai korjauksessa ei tarvitse käyttää lisää materiaaleja. Hankkeen vaikutuksesta myös tuotteiden painoa voidaan pienentää, kun tuotteen paino voidaan optimoida väsymiskestävyyden kannalta, jolloin materiaalitehokkuus lisääntyy. Tuotteiden painon pienentyminen johtaa pienempään energiankulutukseen, jos tuotetta käytetään liikkuvassa sovelluksessa ja näin luonnonvarojen käyttö pienentyy. | ||
| Ilmastonmuutoksen aiheuttamien riskien vähentäminen | 0 | 5 |
| Hankkeen vaikutuksesta tuotteiden ja rakenteiden elinkaari pidentyy, kun niiden väsymiskestävyys on tarkasti tiedossa, joten tuotteiden ympäristövaikutukset pienentyvät. Hankkeen vaikutuksesta erilaisten rakenteiden materiaalitehokkuus kasvaa (keventyminen), kun niiden valmistus voidaan optimoida väsymisominaisuuksien mukaisesti. Rakenteiden keventymisen ansiosta esimerkiksi kuljetusvälineiden päästötehokkuus kasvaa. | ||
| Kasvillisuus, eliöt ja luonnon monimuotoisuus | 0 | 0 |
| Hankkeen vaikutuksesta rakenteiden materiaali ja päästötehokkuus kasvaa rakenteiden keventymisen kautta, kun niiden paino voidaan optimoida väsymiskestävyyden mukaisesti. Rakenteiden keventyminen liikkuvissa sovelluksissa edistää energiatehokkuutta ja vähähiilisyyttä, jonka vuoksi eliöiden elinolosuhteet parantuvat. | ||
| Pinta- ja pohjavedet, maaperä sekä ilma (ja kasvihuonekaasujen väheneminen) | 0 | 0 |
| Hankkeen vaikutuksesta rakenteiden painoa voidaan vähentää, kun ne voidaan paino-optimoida väsymiskestävyyden kannalta. Kun keventyneitä rakenteita hyödynnetään kuljetusvälineissä, niin hiilidioksidipäästöt pienentyvät päästöjen pienentyessä. | ||
| Natura 2000 -ohjelman kohteet | 0 | 0 |
| Hankkeella ei arvioida olevan vaikutusta Natura alueisiin. | ||
| Taloudellinen kestävyys | ||
| Materiaalit ja jätteet | 0 | 7 |
| Hankkeen vaikutuksena yritysten mahdollisuudet suunnitella ja valmistaa materiaalitehokkaita rakenteita kasvaa, kun niiden väsymisominaisuudet tunnetaan tarkasti. Jätteiden määrä pienentyy, kun voidaan valmistaa elinkaareltaan pidempi ikäisiä rakenteita. | ||
| Uusiutuvien energialähteiden käyttö | 0 | 7 |
| Uusiutuvaa energiaa tuottavien laitteiden (esimerkiksi tuulivoimalat) ja niissä käytettävien komponenttien väsymiskestävyyttä saadaan parannettua ja näin auttaa uusiutuvien energianlähteiden hyödyntämistä. | ||
| Paikallisen elinkeinorakenteen kestävä kehittäminen | 0 | 10 |
| Hankkeessa luodaan mahdollisuuksia paikalliselle teollisuudelle ja suunnittelutoimistoille hyödyntää hankkeessa hankittavia laitteita, joiden avulla niiden kyky suunnitella ja valmistaa entistä kilpailukykyisempiä ja materiaalitehokkaampia rakenteita kasvaa. | ||
| Aineettomien tuotteiden ja palvelujen kehittäminen | 0 | 3 |
| Hankkeessa hankittavilla laitteistoilla voidaan tuottaa uutta tietoa, jota tarvitaan rakenteiden suunnittelussa ja valmistamisessa. Tämä mahdollistaa myös uuden liiketoiminnan syntymistä alueelle erityisesti kasvaneen suunnitteluosaamisen ansiosta. | ||
| Liikkuminen ja logistiikka | 0 | 1 |
| Hankkeen vaikutuksena voidaan erilaisten kuljetusvälineiden rakenteita keventää, kun niiden väsymiskestävyydestä saadaan uutta tietoa. Tämän vuoksi liikenteen päästötehokkuus kasvaa ja liikenteen tuottamia päästöjä voidaan vähentää. | ||
| Sosiaalinen ja kulttuurinen kestävyys sekä yhdenvertaisuus | ||
| Hyvinvoinnin edistäminen | 0 | 0 |
| Hankkeen vaikutuksesta yritysten mahdollisuudet suunnitella vähähiilisiä entistä materiaalitehokkaampia rakenteita ja tuotteita kasvaa. Tämä edistää vähähiilisyyttä ja hidastaa ilmastonmuutosta. Hankkeen vaikutuksesta alueelle voi syntyä uutta liiketoimintaa ja yritysten kilpailukyky kasvaa, jonka seurauksena voi syntyä uusia työpaikkoja. | ||
| Tasa-arvon edistäminen | 0 | 0 |
| Hankkeella on neutraali vaikutus. | ||
| Yhteiskunnallinen ja kulttuurinen yhdenvertaisuus | 0 | 0 |
| Hankkeella on neutraali vaikutus. | ||
| Kulttuuriympäristö | 0 | 0 |
| Hankkeella on neutraali vaikutus. | ||
| Ympäristöosaaminen | 0 | 0 |
| Hankkeen vaikutuksesta yritysten ympäristöosaaminen kasvaa, kun hankkeen vaikutuksena he voivat suunnitella materiaalitehokkaampia rakenteita. | ||
Hankkeessa hankittiin kaksi korkean taajuuden väsytystestauslaitetta. Toinen laite tuli Oulun yliopiston haltuun ja toinen Nivalan Teollisuuskylän haltuun. Laitevaatimuksia vastaavista laitteista tehtiin markkinakatsaus ja laadittiin kilpailutus, joka tehtiin Hilma järjestelmän kautta. Maailmantilanteen takia valmistajien toimitusajat ovat venyneet pitkiksi ja laitteiden toimitus tapahtui joulukuussa. Laitteet ehdittiin asentaa ja todeta toimiviksi projektin aikana. Laitteilla odotetaan olevan hyvä potentiaali Uusien materiaalien, kuten 3D-tulostettujen metallien ja vetyteräksen, testaukseen.