Tutkimus ja koulutus | 11.1.2019

Parempia materiaaleja nopeammin markkinoille laskennallisten menetelmien avulla

Tulevaisuuden materiaalit löydetään, kehitetään, testataan ja optimoidaan laskennallisia menetelmiä hyödyntäen. Anssi Laukkanen kehitti väitöskirjatyössään menetelmiä ohutkalvojen ja komposiittipinnoitteiden mallinnusavusteiseen suunnitteluun.

pexels-photo-917480

Uusia materiaaleja kehitetään ja saadaan markkinoille edelleen pääosin empiirisesti yrityksen ja erehdyksen kautta. Materiaalien kehitys on hidasta ja kallista, eikä materiaaleja kyetä suunnittelemaan tai optimoimaan tiettyyn käyttötarkoitukseen. Tehoa kehitystyöhön saadaan laskennallisten menetelmien käytöllä.

– Laskennallisten menetelmien hyöty näkyy mahdollisuutena optimoida ja luoda täysin uusia materiaaliratkaisuja virtuaalisia ympäristöjä ja malleja hyödyntäen. Markkinoille saadaan näin suoritus- ja kilpailukykyisempiä materiaaleja merkittävästi nykyistä nopeammin, TTY:llä marraskuussa väitellyt Anssi Laukkanen kertoo.

Laukkanen kehitti väitöskirjassaan laskennallisen materiaalitieteen ja -tekniikan menetelmäkokonaisuuden, jolla voidaan tarkastella materiaaleja ja niiden käyttäytymistä erittäin yksityiskohtaisesti ja realistisesti aina niiden mikrorakenteesta sovellusympäristöihin asti. Menetelmillä voidaan löytää uusia materiaaleja, suorittaa materiaalien virtuaalitestausta tai esimerkiksi arvioida materiaaliratkaisun elinikää monimutkaisissa kuormitusympäristöissä.

– Virtuaalimalleja hyödyntämällä materiaaleja voidaan tarkastella suorituskykypohjaisesti. Niiden avulla on mahdollista löytää ja kehittää materiaaleja sovellusympäristön vaatimuksiin eikä ainoastaan valita materiaaleja olemassa olevista vaihtoehdoista, Laukkanen sanoo.

Laskennallinen materiaalitekniikka on Laukkasen mukaan viimeisen viiden vuoden aikana löytänyt hyvän tasapainon kokeellisten menetelmien ja mallinnuksen välille. Nyt voidaan kehittää täysin eri lähtökohdista uusia materiaaliratkaisuja ja optimoida ensimmäistä kertaa kunnolla materiaaleja sovelluskohteiden tarpeisiin. Materiaalit myös saadaan nopeammin markkinoille.

Anssi Laukkanen käytti tutkimuksessaan kulutusta kestävien materiaalien mikromekaniikkaan soveltuvia materiaalimallinnuksen menetelmiä ja otti huomioon myös käytännön teollisten sovellusten tarpeet.

– Viime vuosina kehitetyt mallinnustavat mahdollistavat materiaalien ja niiden käyttäytymisen kuvaamisen ennennäkemättömällä tarkkuudella virtuaalimallien avulla. Lähitulevaisuudessa on mahdollista hyödyntää myös koneoppimista ja keinoälyä sovelluksissa, jotka liittyvät materiaaliratkaisujen optimointiin ja uusien materiaalien luomiseen laskennallisten menetelmien keinoin, Laukkanen kertoo.

Uusimmat artikkelit

17.5.2019 | Tutkimus ja koulutus

Raportti: Yhteistyö korkeakoulujen ja tutkimuslaitosten kanssa vahvistaa pk-yritysten kasvua

Pk-yrityksistä 17 prosenttia tekee yhteistyötä korkeakoulujen tai tutkimuslaitosten kanssa. Yhteistyötä ammattikorkeakoulujen kanssa harjoittaa 12 prosenttia, yliopistojen 7 prosenttia ja tutkimuslaitosten 4 prosenttia yrityksistä. Yliopistojen ja eritoten tutkimuslaitosten osalta yhteistyötä voidaan pitää matalana.

17.5.2019 | Alan Uutiset

Gasum ostaa Mäkikylän biokaasulaitoksen Kouvola Vesi Oy:lta

Gasumin ja Kouvolan Veden välisen sopimuksen mukaisesti Mäkikylän biokaasulaitos ja sen liiketoiminta sopimuksineen siirtyvät Gasumille 17.6 2019. Laitos koostuu Mäkikylän jätevedenpuhdistamon yhteydessä sijaitsevasta biokaasulaitosrakennuksesta prosessilaitteineen.

Ennakkoarvio: Työpaikkatapaturmien määrä nousi vuonna 2018

Tapaturmavakuutuskeskuksen ennakkoarvion mukaan vakuutuslaitokset korvasivat vuonna 2018 yhteensä noin 127 000 palkansaajille sattunutta työtapaturmaa. Kuolemaan johtaneita työpaikkatapaturmia sattui 16 työntekijälle vuonna 2018. Korvatuista tapaturmista oli työpaikkatapaturmia noin 104 000 ja asunnon ja työn välisellä matkalla sattuneita työmatkatapaturmia noin 23 000.

Koneellisessa hakkuussa tuottavuusharppaus

Koneellisen hakkuun tuottavuus on kohentunut 1990-luvun alkuun verrattuna huomattavasti. Harvennushakkuilla tuottavuus on kasvanut päätehakkuita enemmän.

Digitalisaatiolla säästöjä asumiskuluihin

Energianhallinnan ja automaation asiantuntija Schneider Electric järjesti eilen Helsingin messukeskuksessa jokavuotisen Innovation Summit -tapahtumansa. Viesti oli selvä: tekoäly ja IoT-tekniikka ovat nyt tulossa teollisuuden lisäksi vauhdilla myös kiinteistöihin säästöjä tuomaan

Dronesta apua metsäsuunnitteluun

Metsä Group kuvasi viime kesänä dronella noin 3 500 hehtaaria metsää Etelä- ja Länsi-Suomessa ja teki niiden pohjalta metsäsuunnitelmia metsänomistajille. Saatujen kokemusten perusteella menetelmää on kehitetty ja nyt drone-metsäsuunnitelmia myydään vaihtoehtona perinteiselle maastossa tehdylle metsäsuunnitelmalle.

23.4.2019 | Kumppaniartikkeli

Kolme pointtia kunnossapidon kehittämisestä

Olemme saaneet olla mukana useiden eri organisaatioiden kanssa kehittämässä kunnossapitotoimintaa ja panneet merkille joitakin tärkeitä asioita, jotka ovat edesauttaneet näissä hankkeissa onnistumista. Kerromme tässä kolme asiaa, jotka kannattaa huomioida kunnossapitotoiminnan kehittämiseen tähtäävissä hankkeissa.