Testaukset ja kokeilut TAMKin FieldLabissa vauhdittavat yritysten vihreätä siirtymää ja digitalisaatiota
− Paljon puhutaan kaksoismurroksesta, vihreästä siirtymästä ja digitaalisuudesta. Korkeakoulut ja tutkimuslaitokset haluavat auttaa suomalaisia yrityksiä olemaan voittajia tässä murroksessa, painottaa Mika Ijas, TAMKin autotekniikan yliopettaja ja tutkintovastaava.
Sustainable Industry Ecosystem (SIE) -hankkeessa luodaan valmistavan teollisuuden yrityksille palveluja ja pilottilinjoja eli avoimia ympäristöjä testailuihin ja kokeiluihin. Hankkeessa vauhditetaan infrojen avoimuutta ja edistetään samalla pk-yritysten digitalisaatiota. Kokeilu- ja kehittämisympäristöistä tehdään avoin luettelo, josta voi etsi omalle yritykselle soveltuvaa ympäristöä.
Suomen Akatemian rahoittamassa hankkeessa ovat mukana Tampereen yliopisto, TAMK, VTT, LUT-yliopisto ja Vaasan yliopisto.
− Keräämme pilottilinjoja ja työkaluja yhteen, jotta saamme ne täyteen toimintaan. Teemme ne näkyviksi ja helpommin saavutettaviksi ja löydettäviksi. Muotoilemme niille myös yhteisen käyttöpolitiikan, hankkeen TAMKin projektipäällikkönä toimiva Ijas kertoo.
FieldLabissa on tuoreita ja kyvykkäitä laitteita eri toimittajilta
TAMKissa on tutkittu ja edistetty suurten kappaleiden 3D-tulostusta jo useita vuosia.
– Esittelimme 3D-tulostamalla tehtyä parimetristä siltaa Porin asuntomessuilla vuonna 2018, ja sen jälkeen kiinnostus on vain kasvanut, Ijas toteaa.
3D-tulostukseen liittyy erilaisia digitaalisen suunnittelun ja valmistuksen työkaluja, joita voi testata FieldLabissa. Tilassa on välineitä ja lehtoreilla osaamista myös Teollisuus 4.0:n mukaisen datan keräämisestä ja käytöstä.
− Pk-yritykset käyvät täällä kokeilemassa ja testaamassa, ja lisäksi teemme hankkeita. Meillä on tuoreita ja kyvykkäitä laitteita eri toimittajilta. Niistä saadaan paljon hyödyllistä dataa. Tutkimme, miten data liikkuu ja miten se saadaan virtaamaan synkronoidusti laitteilta tietokantaan Teollisuus 4.0:n hengessä.
Osaamista Teollisuus 4.0 mukaisen datan keräämisestä ja käytöstä
FieldLabin toiminnassa mukana olevilla lehtoreilla on osaamista Teollisuus 4.0:n mukaisen datan keräämisestä ja käytöstä. Opetustilassa on esillä myös opiskelijoiden valmistamia demoja. Datalla saadaan lisäarvoa, mutta sen hyödyntäminen on usein mutkikkaampaa kuin miltä prosessikaavioissa näyttää. Tämä on havaittu yrityksissä konkreettisesti.
− Tieto kulkee, mutta sen jalostaminen voi olla mutkien takana. Tiedonsiirtoväylät ovat nykyään jo älykkäitä, mutta tieto on eri muodoissa ja eri tasoilla erilaisissa järjestelmissä. Tähän saa meiltä apua, sanoo TAMKin tietotekniikan lehtori Kari Naakka.
3D-tulostamalla pieniä komponentteja, prototyyppejä ja betonia
Konetekniikan lehtori Jere Siivonen on perehtynyt 3D-tulostukseen. Hänen mukaansa 3D-tulostus otti vuoden 2010 jälkeen ison loikan ja kasvu jatkuu vahvana erityisesti pienempien tulostettavien komponenttien osalta. Suurten kappaleiden 3D-tulostus kiinnostaa erityisesti huonekalu- ja talonrakennusteollisuutta. Maailmalla on 3D-tulostettu kokonaisia pientaloja.
− Yli puolet tulosteista menee prototyyppeihin yritysten sisäiseen käyttöön. Meitä kiinnostavat tuotannon apulaitteet eli ei-myyntiinmenevät komponentit. Muottiteknologia ja valaminen ovat vahvoja kehityssuuntiamme, ja myös betonitulostuksen parissa on tehty töitä, Siivonen taustoittaa.
Uusiakselinen teollisuusrobotti antaa uuden aspektin 3D-tulostukseen
FieldLabissa käytetään robotisoitua tulostusta ekstruuderiratkaisulla, jossa on teollisuusrobotti ja viiden metrin pituinen rata. Siivosen mukaan mittaluokan kasvaessa lisääntyvät myös muuttujat ja haasteet.
− Tulostamme isoja kappaleita muovimateriaaleja, joten rakenteen pitää olla jäykkä ja kestävä. Olemme tulostaneet mm. vesipelastuskelkan, mallinukkeja sekä tehneet erilaisia taideprojekteja ja teollisia projekteja. Materiaaleja voi myös värjätä ja pinnoittaa. Seuraavaksi kehitämme digitaalisen kaksosen, ja testaamme uusia kierrätettäviä materiaaleja, esimerkiksi biopohjaisia komposiitteja.
Siivonen on tyytyväinen FieldLabin uusiakseliseen teollisuusrobottiin.
− Kiinnostavimpana uutuutena meillä on ei-tasomainen viipalointi. Uusiakselinen teollisuusrobotti antaa uuden aspektin 3D-tulostukseen, kun kerroksia ei tarvitse tehdä suoraan ylöspäin vaan tuotetta voidaan kääntää lennossa.
Apua 3D-tulosteiden suunnitteluun topologiaoptimoinnilla
TAMKin muita digitaalisia työkaluja ovat topologian optimointi ja prosessisimulointi. Konetekniikan lehtori Mikko Ukonahon mukaan 3D-tulostuksessa tuotteen geometrialla ei ole merkitystä. Topologiaoptimoinnissa algoritmi rouskuttaa ja tekee ensimmäisen CAD-designin.
− Suunnittelijan pääkoppaa, laskentaa sekä rakenteiden ja muodon optimointia tarvitaan sen jälkeen. Rakenne optimoidaan niin, että materiaalia on juuri oikeissa paikoissa. Lopputuloksena saadaan monimutkaisia ja futuristisiakin muotoja, joita on hankala valmistaa perinteisillä menetelmillä. Tässä 3D-tulostus nousee arvoonsa, Ukonaho kertoo.
Hän muistuttaa, että TAMKista löytyy myös metallitulostin pienten kappaleiden tulostukseen.
− Meitä kiinnostavat suunnittelutyökalut, jotka eivät vaadi materiaaliosaamista vaan jotka mekaniikkasuunnittelijakin voisi tehdä. Odotamme tähän yrityksistä innokkaita osallistujia ja demoilijoita mukaan.
Tutustu TAMKin FieldLabin, Sustainable Industry Ecosystem (SIE) -hankkeen ja Sustainable Industry X (SIX) -aloitteen verkkosivuihin.
Teksti ja kuva: Hanna Ylli
