FMT-päivän webinaarin antia

Oulun Yliopiston Kerttu Saalasti Instituutin FMT-ryhmän tutkimusjohtaja Antti Järvenpää totesi avaussanoissaan, että viime vuonna FMT-päivää varjosti korona ja pandemia on edelleen päällä.

– Miten kriisi selätetään, voidaanko tästä hyötyä, milloin pandemia on ohi?

Järvenpää valotti ajankohtaisia tulevaisuuden tuotantoteknologian trendejä.

– Tutkimuksessa on kestävä kehitys ja kiertotalous. Suomella on suuri PK-sektori ja laajat alihankintaverkostot. Miten osaamista lisätään ja siirretään verkostojen sisällä. Kerttu Saalasti Instituutin FMT-tutkijaryhmä keskittyy metallia lisäävään valmistukseen. Miten siitä tehdään liiketoimintaa ja löydetään oma erikoisalue, jolla pärjätään tutkimuksessa kansallisesti?

Järvenpään mukaan kotimaisella konepajateollisuudella on lupaavat mahdollisuudet kehittää vedyn varastointiin ja siirtoon liittyvää liiketoimintaa.

Tehokkaat rakenteet – Tera-hankkeessa Kerttu Saalasti Instituutin tutkijaryhmä on selvittänyt ultralujien teräsrakenteiden ominaisuuksia tutkimalla muun muassa laserhitsausliitoksia erilaisin väsytys- ja vetokokein. Projektipäällikkö Mikko Hietalan mukaan ultraluja teräs soveltuu entistä kevyempien ja kestävämpien teräsrakenteiden valmistukseen.

Hankkeessa tutkittiin lujien terästen hitsausliitosten mekaanisia ominaisuuksia, mikrorakenteita sekä korroosio- ja väsymiskestävyyttä. Laserhitsiliitosten lujuutta parannettiin optimoiduilla hitsausparametreilla hitsausratojen muotoja hyväksikäyttäen.

– Lähtökohtana oli laserhitsaus ja terästen ominaisuuksien hyödyntäminen siten, että valmistustekniikka huomioidaan jo rakenteen suunnitteluvaiheessa. Yhteiskunnan vähähiilisyyden vaatimukset huomioitiin rakenteiden materiaali-, energia- ja päästötehokkuuden kautta. Tällä on suuri merkitys pyrkimyksessä hiilineutraaliin yhteiskuntaan, Hietala totesi.

Käytännön tutkimus etsi vastausta muun muassa siihen, minkälainen hitsausliitos on paras ja lujin staattisessa ja dynaamisessa kuormituksessa sekä miten erilaiset teräsrakenteet vaikuttavat valmistuskustannuksiin?

Lujien terästen hitsausliitosten suunnittelu ja valmistus vaativat erikoisosaamista.

– Teräsrakenteiden suunnittelussa ja valmistuksessa ei hyödynnetä vielä riittävästi uusimpia valmistusmenetelmiä. Toistaalta erikoisterästen laserhitsattujen limiliitosten väsymiskestävyyttä ei ole tutkittu riittävästi ennen TeRa-hanketta.

Kaksivuotinen Tera-hanke tuo uutta tietoa ultralujista teräksistä konepajateollisuuden käyttöön.

Hybridi-hanke tutkii, miten jauhepetimenetelmällä 3D-tulostettujen metallikappaleiden ominaisuuksia voidaan parantaa tulostuksen jälkeen ja kuinka tulosteita hyödynnetään yhdessä perinteisin menetelmin valmistettujen osien kanssa.

Projektipäällikkö Timo Raution mukaan tulostamalla voidaan valmistaa aiempaa kevyempiä ja monimutkaisempia tuotteita, kunhan menetelmän rajoitukset ovat tiedossa.

– Hankkeessa on keskitytty tulosteiden pinnanlaadun parantamiseen, erilaisten pinnoitusmenetelmien soveltuvuuteen ja hitsattavuuteen. Lisäksi on tutkittu ns. hybridituotteiden valmistusta eli tuotteita, joissa tulostamalla on toteutettu jokin tietty osa laajemmasta osakokonaisuudesta.

Tutkimuksen ohessa on rakennettu taivutusväsytyslaitteisto, jolla on jatkossa merkittävä rooli, sillä teollisuudella on erityistä mielenkiintoa saada tietoa eri menetelmillä tulostettujen tuotteiden kestoiästä.

Hankkeen tulokset osoittavat, että useimmat jo aiemmin käytössä olleet menetelmät soveltuvat myös jauhepetimenetelmällä tulostettujen kappaleiden käsittelyyn. Esimerkiksi alumiinin hopeapinnoitteella voidaan parantaa tulostetun kappaleen sähkönjohtavuutta ja korroosionkestoa.

Hankkeessa on tutkittu laajasti myös eri materiaaleista tulostettujen kappaleiden hitsattavuutta laserilla. Tuloksien perusteella se soveltuu erittäin hyvin mm. Inconel-, 316L- ja titaanitulosteiden liittämiseen.

Tulosteiden väsymistutkimuksen osalta hankkeessa on saatu erittäin hyviä tuloksia pinnanlaadun parantamiseen liittyvän tutkimusten ohessa. Elektrolyyttisellä kiillotuksella ja erityisesti kuulapuhalluskäsittelyllä tulostettujen kappaleiden kestoikä voidaan nostaa korkeammalle kuin perinteisen menetelmin valmistetuilla kappaleilla on mahdollista.

Koronaepidemia sai viime kesänä FMT-tutkimusryhmän miettimään Pohjois-Pohjanmaan alueen kriittisiä huoltovarmuusratkaisuja meneillään olevan pandemian ja mahdollisten tulevien epidemiakriisien varalle. Syntyi HyVa-huoltovarmuushanke. Kohderyhmänä on ollut Pohjois-Pohjanmaan alueen kriittisten alojen tahot eli sairaanhoitopiirit ja vesi- ja energia-alan yritykset.

Projektipäällikkö Aappo Mustakankaan mukaan hankkeessa on käyty läpi pandemian torjuntaan maailmalta löytyneitä hyviä ratkaisuja.

Näytteenottotikku valikoitui yhdeksi testituotteeksi sen tarpeellisuuden vuoksi.

– Kartoituksessa selvisi, että tikkuja on, mutta niiden alueellinen saatavuus on hyvä varmistaa, jos epidemia laajenee. Lähdimme testaamaan valmiita ratkaisuja. Valmistimme pilotteja varaosavalmistuksesta ja hätätilaratkaisuista sairaanhoitopiirien tarpeisiin. Näitä ovat muun muassa koronatikkujen valmistus ja hengityslaitteen pilotointi.

– Suomessa tilanne ei ole mennyt niin vakavaksi, että hengityskoneen prototyyppejä olisi tarvittu. Valmistamalla prototyyppejä voidaan kuitenkin testata tämän tyyppisten ratkaisujen toimivuus paikallisessa ympäristössä vastaavan kriisin varalta.

Hankkeessa selvitettiin myös minkälaisia tarpeita pandemian kaltainen kriisi tuo mahdollisesti vesi- ja energia-alalle. Varaosavalmistuksen pilotointi on meneillään. Myös alueen kone-, muovi- ja elektroniikka-alan yritysten mahdollisuudet valmistaa isoja tuotantoketjuja on kartoitettu.

– Kriisiaikana valtakunnan rajat voivat mennä hyvin nopeasti kiinni. Poikkeusoloissa yhteistyö yritysten kanssa on tärkeää massavalmistuksen toteuttamiseksi. Kriisin yllättäessä laadukkaat ja toimivat ratkaisut on hyvä olla olemassa, Mustakangas sanoo.

Hankkeessa selvitettiin sujuvan prosessin vaiheet ja valmistusketjun haasteet aina valmiiksi tuotteeksi saakka.

– Kertynyttä tietoa voidaan soveltaa muihin kriisiajan prosesseihin, Mustakangas totesi.

Kehityspäällikkö Kari Mäntyjärvi luennoi aiheesta Voimaa verkostoista – yhteistyöllä tuloksiin.

Hän esitteli muun muassa FMT-tutkimusryhmän kotimaiset ja kansainväliset tutkimusverkostot.

– Kansainvälisten tutkimusverkostojen kautta meillä on käytössä maailman parhaat laitteistot ja tekniikkaa kehittävät yritykset. Mikä parasta, kaikilla kumppaneilla on erilaiset laitteet. Yhteistyö on rajat ylittävää: vaihdamme osaamista ja kokemusta. Autamme yrityksiä metallin 3D-tulostuksen käyttöönotossa.

Kansainvälisessä verkostossa on mukana useita kansainvälisiä yrityksiä ja 20 yliopistoa Pohjoismaista, eri puolilta Eurooppaa, Venäjältä, Intiasta, Afrikasta, USA:sta ja Iso-Britanniasta.

Kotimaisessa verkostossa on 50 yritystä. Mukana on kaikki Suomen yliopistot, AMKt sekä Jedu ja muut ammattiopistot.

– Metallien tulostuksessa meillä on arktinen metallien 3D-tulostusyhteisö, jossa on mukana Ruotsi, Norja ja Oulun yliopisto ja uutena Venäjä.

-Teemme työtä yrityksiä varten. Tuotamme hyötyä yrityksille. Suomalaisen 3D-tulostuksen ekosysteemi on uusi asia ja siitä on tulossa tehokkaasti toimiva työkalu metallien 3D-tulostuksen kotimaiseen tutkimukseen, Mäntyjärvi sanoi.

Koulutuspäällikkö Päivi Lohikosken aiheena oli Verkkokoulutuksista buustia liiketoimintaan.

Kerttu Saalasti Instituutin koulutukset järjestetään verkossa Moodle-ympäristössä.

– Tarjoamme yrityksille käytännönläheisiä, keveitä ja joustavia koulutuksia. Tavoitteena on nostaa yrittäjien ja työntekijöiden osaamista ja sitä kautta saada yritys kasvuun.

– Videot ja tehtävät ovat verkossa. Täydentävissä opinnoissa ei vaadita pitkiä esseevastauksia. Lähtökohta on, että koulutus hyödyttää yrittäjää itseään.

Esimerkiksi Vahva yrittäjä -metallien 3D-kurssilla saa tietoa, mihin 3D-menetelmä soveltuu ja mihin ei. Kurssille voi liittyä mukaan milloin vain. Suoritus tapahtuu omaan tahtiin verkossa.

Mikroyrittäjyyden perusopinnot (30 ov) kuuluvat Oulun yliopiston kauppatieteiden koulutusohjelmaan. Opinnoista saa hyvät perusteet yrityksen periaatteista ja mitä yrityksen menestyminen vaatii. Tietoa tulee johtamisesta. Opinnoissa tehdään käytännön läheinen projekti ja kehitetään oman tai asiakasyrityksen viestintää ja markkinointia.

KSI:n suunnitelmassa on jatkossa sähköinen eMBA -yrittäjille.

Yliopistotutkija Kai Hänninen luennoi aiheesta Suunnitelmallisuus lisää yrityksen ketteryyttä. Hän korosti, että muutos on jatkuvaa ja yrityksen pitää siihen varautua. Yrittäjän näkökulmasta korona-aika voidaan muuttaa vahvuudeksi, jos asiat osataan hoitaa oikein.

– Tarvitaan päätöksentekoa. Lähtökohtana on tieto, kustannukset pitää huomioida, samoin resurssit ja osaaminen. Kapasiteetti on hyvä varmistaa, jos halutaan tehdä kauppaa. Yrityksellä on hyvä olla strategia.

Suunnitelmallisuus tarkoittaa Hännisen mukaan asioihin perehtymistä.

– Etsitään ratkaisuja ja tehdään realistinen toteutumissuunnitelma.

Hän esitteli netissä olevan Kasvavayritys.fi-sivuston, josta löytyy kolme yrityksen kasvua tukevaa itsearviointitestiä: kasvukyvykkyys, digivalmius ja kasvunhallinta.

– Digitaalisuus on päivän sana. Onko digi hallussa? Digivalmennustestillä saa tiedon, millä digitasolla yritys on. Kasvukyvykkyystesti selvittää yrityksen kasvuun liittyvät haasteet. Kasvunhallinta kertoo yrityksen nykyiset kasvuvaiheet ja ongelmat.

Yrityksen näkökulmasta kaikki lähtee tavoitteesta. Siihen kasvukyvykkyys antaa tietoja, auttaa pitkäjänteiseen liiketoiminnan suunnitteluun liiketoiminta-alueittain.

– Kasvavayritys.fi-sivuston työkalut tuottavat raportteja, jotka kertovat yrityksen nykytilan eri näkökulmista. Tietoa tulee päätöksenteon tueksi. Testien kautta saa ajatuksia kehityskohteista ja käytännön vinkkejä asioiden kehittämiseen. Sähköpostiin tulee erillinen tulosraportti maksutta.

– Tuloksia voi tarvittaessa tulkita yritysneuvojan kanssa, Hänninen vinkkasi.

Erikoistutkija Ulla Lehtisen aiheena oli Hiiliviisas teollisuuskylä ja ARVO-hanke, joka tarjoaa yrityksille mahdollisuuden kehittää kierrätys- ja energiaratkaisuja.

Lehtisen mukaan hiiliviisaassa teollisuuskylässä yritys tietää hiilijalanjälkensä ja osaa seurata sekä hyödyntää sitä liiketoiminnassa. Hiilijalanjälki tarkoittaa oman toiminnan synnyttämien päästöjen kuormitusta ilmastolle. Yritys voi laskea oman hiilijalanjälkensä.

Hiilikädenjälki tarkoittaa sitä, miten yritys pienentää toisen jalanjälkeä. Hiiliviisaassa teollisuuskylässä toisen jäte on toisen raaka-aine. Sivuvirtoja kierrätetään paikallisesti ja toiminta synnyttää uusia tuote- ja yritysideoita.

– Tarvitaan tehokas lajittelu ja kierrätys. Näin vältetään turhat kuljetukset, Lehtinen totesi.

– Hanke selvittää, mitä mahdollisuuksia yritysekosysteemissä on toteuttaa hiiliviisaita toimenpiteitä, luoda hiilipäästöjä vähentäviä toimintamalleja ja lisätä yritysten tietoisuutta vähähiilisten ratkaisujen hyödyistä. Myös biokaasulaitoksen sijaintia selvitetään.

Arvo-hanke keskittyy Nivalan teollisuuskylässä toimiviin yrityksiin. Yrityksille lähetetyn kyselyn vastausten perusteella sivuvirtoja syntyy metallista ja muovista. Uudelleenkäyttö on erittäin vähäistä. Kuluttajille annetaan tai myydään kankaita, puuta tai lasia. Metallin, puun, pahvin ja kartongin kierrätys toimii hyvin. Myös vaaralliset aineet hoidetaan asianmukaisesti.

– Kiinnostusta on yhteiseen muovin kierrätyspisteeseen. Yritysten sivuvirtojen osalta on pohdittu, voitaisiinko niitä kierrättää nykyistä paremmin ja saada lisätuloa yrityksille.

Lehtisen mukaan yritysten kanssa toteutetaan erilaisia kokeiluja.

Isoille sivuvirtamäärille yritykset ovat hakeneet käyttökohteita kotimaassa ja ulkomailla. Kuljetuskustannukset syövät toiminnan kannattavuutta.

– Hukkalämmön määrää selvittämällä havaittiin, että hukkalämmön tuottajia on useita ja neljä tarkasteluun otettua kohdetta tuottavat arviolta 10 000 MWH hukkalämpöä vuodessa. Tämä energia vastaa yli 400 omakotitalon vuosikulutusta, Lehtinen sanoi.

Kierrätyksessä on monia haasteita. Muun muassa syntyvän jätteen määrästä ja kustannuksista ei ole tarkkaa tietoa. Arvo-hankkeen myötä teollisuuskylään on perustettu ”Roskasakki” tehostamaan kierrätystä.

Projektitutkija Peetu Virkkala keskittyi terästeollisuuden Industry 4.0 trendeihin.

Teollisuuden digitrendejä hän nosti esiin Ruotsin kansallisesta innovaatiohanke PiiA:sta.

– Datajohtoisista ratkaisuista tulee yhä suositumpia ja välttämättömämpiä verrattuna pilvipalveluihin. Suuret datavarannot eivät ole avain menestykseen, vaan kyky hyödyntää dataa älykkäämmin ja tehokkaammin, Virkkala korosti.

Miten pk-yritykset voivat sitten kehittää digitalisaatioyhteistyötään teollisuuden kanssa?

Virkkalan mukaan digitalisaatioekosysteemien monimuotoisuus asettaa uudet tarpeet liiketoiminnan johtamiselle.

– Yritykset voivat lisätä ennakoivaa toimintaa, keskittyä uusiin teknologioihin, hyödyntää digitalisaatioekosysteemiä tehokkaammin ja tehdä datatarpeiden tarkkaa rajausta. Mitä vähemmän dataa yritys tarvitsee sitä houkuttelevampi yritys on teollisuudelle.

Kerttu Saalasti Instituutin Mikroyrittäjyyskeskuksen tutkimusjohtaja Anna-Mari Simunaniemi totesi FMT-päivän webinaarin päätössanoissaan, että tutkittu tieto on yrittäjän apuna.

– Teemme työtä mikroyritysten kanssa. Meidän tarkoitus on tuottaa tutkittua tietoa ja löytää yhteistyökumppaneideille uusia työkaluja.

Simunaniemi lähetti terveisiä yrityksille:

– Olipa yritys pieni tai iso, on tärkeää, että yritystä johdetaan. Toimintaympäristön ja markkinatilanteen muutokset on nähtävä riittävän ajoissa. Tärkeä on myös kehittää omaa osaamista, hankkia tarvittavaa koulutusta ja yhteistyökumppaneita, joilta löytyy riittävää osaamista.

– Yritysvastuullisuus koskee kaikkia yrityksiä. Asiakkaat haluavat tietää yrityksen vaikutukset omaan ympäristöön, talouteen ja hiilijalanjälkeen.

Jatkossa kiertotalous haastaa Simunaniemen mukaan perinteisen talousmallin ja asenteet.

– Kiertotalous voi tarjota uudenlaista liiketoimintamallia, jota ei ole aikaisemmin ollut käytössä. Vastuullisuus ja kiertotalous voivat jatkossa olla kansainvälisiä kilpailuvaltteja, jos näihin asioihin tartutaan.

FMT-päivän webinaarin järjestivät Kerttu Saalasti Instituutin Tulevaisuuden tuotantoteknologiat FMT- ja Mikroentre-tutkimusryhmä sekä Nivalan Teollisuuskylä Oy.

Teksti Elisa Kujala
Kuva Kari Kutuniva