ELME Studio kansainvälistyy ulkomaisten tutkijoiden mukana – Tohtori Atef Hamada tutkii ultralujia teräksiä Nivalassa

Atef Hamada on tutkinut teräksen syvintä olemusta yli 20 vuotta. Egyptiläisen diplomi-insinöörin opinnot jatkuivat Suomessa. Väitöskirja autoteollisuuden teräksiin liittyen valmistui vuonna 2007 Oulun yliopistossa.

Teknologiakeskus Nitekin yhteydessä olevan ELME Studion laboratoriossa hän on tutkinut puoli vuotta metallien mekaanisia ominaisuuksia, mikrorakenteita, korroosio- ja väsymiskestävyyttä.

Työ on Nivalassa ja Oulussa. Yliopiston tutkimusvälineillä Hamada selvittää muun muassa 3D-tulostettujen ja perinteisesti valmistettujen teräsmateriaalien eroja.

Sen ansiosta teollisuus saa uutta tietoa eri teräslaatujen käytettävyydestä, mikä helpottaa kustannustehokkaiden, entistä kestävämpien ja kevyempien teräsrakenteiden kehittämistä.

Lujiin teräksiin liittyvät tällä hetkellä monet pienten konepajojen haasteet. Teollisuus tarvitsee entistä lujempia teräslaatuja sitkeys- ja hitsausominaisuuksia heikentämättä.

– Teräksen lujuuden lisääminen ei ole helppoa, mutta yhtä haastavaa on sen hyödyntäminen rakenteiden keventämisessä, Hamada sanoo.

Se vaatii aikaa, ideaa, jatkuvaa analyysiä, ajattelua ja uuden työstämistä.

Laserhitsaus sopii tekniikaltaan hyvin lujille teräksille, sillä se ei ole menetelmänä riippuvainen materiaalin lujuudesta kuten mekaaninen työstö ja ominaisuuksien muutokset ovat perinteistä hitsausta vähäisemmät pienestä lämmöntuonnista johtuen.

Toisaalta tutkimusryhmän käytössä olevat nopeat lämpökäsittelylaitteistot mahdollistavat metallien ominaisuuksien parantamisen jälkikäteen.

Korirakenteen keventäminen mahdollistaa muun muassa ajoneuvojen polttoaineen kulutuksen pienentämisen tai hyötykuorman kasvattamisen.

Nostoajoneuvoissa lujat teräkset mahdollistavat suuremmat nostokorkeudet. Lujuuden hyödyntäminen toimivaksi lopputuotteeksi vaatii ymmärrystä materiaalin käyttäytymisestä.

Nivalassa tutkimus on tieteellistä yhteistyötä eri projekteissa. Mukana on laaja kansainvälinen tutkijajoukko Saksan, Tanskan, Tsekin, Ruotsin ja USA:n yliopistoista.

Työ on osa Tehokkaat rakenteet Tera- ja kansainvälistä InTeMP-hanketta. Taustalla on kansainvälisen kestävän kehityksen megatrendi: ultralujat teräkset säästävät rakenteiden materiaalia, pidentävät tuotteiden elinikää ja pienentävät hiilijalanjälkeä.

Oulun yliopiston Kerttu Saalasti Instituutin Tulevaisuuden tuotantoteknologiat ryhmä (FMT) on tutkinut teräksen koostumusta vuodesta 2004. Tiimissä on 15 jäsentä. Käytössä on muun muassa metallien 3D-tulostus. Alueen metallialan yritykset voivat kokeilla uusimpia tuotantoteknologioita omissa prosesseissaan viimeisintä tutkimustietoa hyödyntäen.

Atef Hamadan päätyminen tutkijajoukkoon on tutkimusjohtaja Antti Järvenpään mukaan osoitus siitä, että ELME Studio kansainvälistyy.

– Hamada nostaa tutkijaryhmän hankkeiden tieteellistä tasoa ja laajentaa kansainvälisiä verkostoja. ELME Studio ja FMT-ryhmä tunnetaan alan tutkimuspiireissä. Vetovoimaa lisäävät vierailevat kansainväliset väitöstutkijat. Tutkijan paikka Nivalan ryhmässä on kysytty, Järvenpää sanoo.

Parhaillaan haussa ovat apurahat kahdelle ulkomaiselle tutkijalle. Kansainvälistyminen on tutkimukselle eduksi ja osin rahoituksen edellytys.

– Osa tutkimuksista johtaa hankkeisiin. Yhteistyö lisää tietoa, kun käytössä on laaja alan tutkijajoukko ja uusimmat tutkimusvälineet.

Hamada kuvaa työtään antoisaksi.

– Työ FMT-tutkijaryhmässä lisää ammatillista asiantuntemustani ja kansainvälisiä yhteyksiä. Teräs on innostava materiaali. Joka päivä on uutta. Työni liittyy tieteeseen, ja tiede on ainoa tie totuuteen.

Parhaillaan hän elää uransa kansainvälisintä aikaa ja opiskelee vapaa-ajallaan suomen kieltä ja laittaa hyvää ruokaa.

Atef Hamada

Kotoisin: Egypti, Qusin kaupunki.
Diplomi-insinööri Suezin kanavan yliopiston öljy- ja kaivosteollisuuden FPME-tiedekunta 2004.
Tohtori Oulun yliopisto 2007.
Väitöskirja: Korkea mangaanisen TWIP-teräksen mekaaniset ominaisuudet ja korroosiokäyttäytyminen.
Julkaisuja 76.
Tutkija Oulun yliopisto Kerttu Saalasti Instituutti Tulevaisuuden tuotantoteknologiat (FMT) -ryhmä.

ELME Studio on Nivalassa sijaitseva elektroniikan mekaniikan ja metallin tuotantostudio, johon kuuluvat tutkimuslaboratorio huippulaitteineen, Koulutuskeskus JEDUn toimintaympäristöt, Nivalan Teknologiakeskus NITEK, Oulun yliopiston Kerttu Saalasti Instituutti, ammattikorkeakoulut ja tiiviissä yhteistyössä toimivat alueen yritykset.

Elinvoimaa Metallista -strategian mukaisesti ELME Studio on uusien tuotantoteknologioiden tutkimuksen, koulutuksen ja elinkeinoelämän yhteisö. Tuotantostudiossa on asiantuntijoista koostuva, ensisijaisesti alueen metalli- ja elektroniikan mekaniikka-alan yrityksiä palveleva yrityspalvelukonsepti. Visiona on olla merkittävin kansainvälinen tulevaisuuden tuotantotekniikan osaaja Suomessa.

ELME Yhteisöön kuuluvat Nivala-Haapajärven seutu NIHAK, Nivalan Teollisuuskylä Oy, Nivalan kaupunki, Oulun yliopiston Kerttu Saalasti Instituutin Tulevaisuuden tuotantoteknologiat FMT ja Koulutuskeskus JEDU.

Tulevaisuuden tuotantoteknologiat (FMT) -tutkimusryhmä on Oulun yliopiston Kerttu Saalasti Instituutin tutkimusryhmä. Ryhmän kotipaikka on Nivala, jossa ryhmä toimii osana ELME Studion TKI-yhteisöä. Tutkimuksessaan FMT-ryhmä keskittyy etupäässä levymäisen materiaalin tuotteeksi jalostamisen tekniikoihin ja menetelmiin. Tutkimusalueet kattavat tuotantotekniikan eri osa-alueita erikoisterästen tehokkaasta hyödyntämisestä kustannustehokkaaseen tuotantoautomaatioon ja ainetta lisäävään valmistukseen.

Tehokkaat rakenteet TeRa -projektin tavoitteena on nostaa alueen metallin TKI-keskittymän suunnittelu ja valmistus seuraavalle tasolle. Teknisinä kärkinä ovat laserhitsaus ja terästen ominaisuuksien hyödyntäminen siten, että valmistustekniikka huomioidaan jo suunnitteluvaiheessa. Projektissa tutkitaan esimerkiksi kennolevyjen valmistamista ultralujista teräksistä muun muassa polymeerejä ja liimausta teräskennojen vahvistamisessa hyödyntäen. Tavoitteena on teknisesti erinomainen ja kustannustehokas lopputulos. Päärahoituslähde on EARK.

InTeMP-hankkeessa sovelletaan uusinta induktiokuumennusteknologiaa tieteelliseen tutkimukseen ja teolliseen kehitystyöhön. Hanke on osa pohjoismaisen tutkimusverkoston kehittämistä vahvan metalliteollisuuden keskittymän ympärille. Päärahoituslähde on Interreg Nord. Muut tutkimuspartnerit ovat ruotsalaiset Lundin yliopiston ja SWERIM.

Lisätietoja

Oulun yliopisto Kerttu Saalasti Instituutti Tulevaisuuden tuotantoteknologiat (FMT) -ryhmä
Tutkimusjohtaja Antti Järvenpää
Puh. 044 555 1633