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

20.3.2019 | Alan Uutiset

Tekoäly uudistaa teollisuuden palveluita, kunnossapitoa ja työturvallisuutta

Uusi Teollisuus ja Advanced Engineering -tapahtumat alkavat tänään Tampereen Messu- ja Urheilukeskuksessa ja ovat avoinna kävijöille keskiviikosta torstaihin 20.−21.3.2019.

Mittava hyökkäys norjalaiseen alumiiniyhtiöön, siirtyy manuaalisiin operaatioihin

Yksi maailman suurimmista alumiinin valmistajista, norjalaisyhtiö Norsk Hydro ASA on tällä hetkellä pahoissa vaikeuksissa maanantaina alkaneiden kyberhyökkäysten vuoksi.

15.3.2019 | Kumppaniartikkeli

Konecranesin asiakasportaali on kunnossapitopalvelun tiedonlähde

Konecranes tuo teollisen internetin edut asiakkaiden ulottuville yourKONECRANES-asiakasportaalin kautta. Asiakasportaali yhdistää laitteiden reaaliaikaisen käyttö- ja kuntotiedon järjestelmällisen kunnossapidon tuottamaan tietoon. Portaalin uusimpana ominaisuutena on online-raportointinäkymä, jonka kautta asiakkaat saavat reaaliajassa tiedot valmistuneesta huollosta digitaalisessa muodossa.

Tamspark tuo esiin additiivisen valmistuksen hybridiratkaisuja Tampereen Advanced Engineering -messuilla

Automaatiosta ja additiivisen valmistuksen hybridiratkaisuista tulee tärkeitä kilpailukeinoja yrityksille, jotka haluavat nostaa tuotantonsa seuraavalle tasolle. Suomalainen 3D-tulostuskoneiden maahantuoja ja toimittaja Tamspark esittelee näitä mahdollisuuksia Tampereella 20.–21.3.2019 järjestettävillä Advanced Engineering -messuilla.

LST Etävalvonta auttaa vähentämään tuotannon hallitsemattomia käyttökatkoja

LST Teollisuuspalvelu esittelee Uusi Teollisuus -messuilla langattoman kunnonvalvontapalvelun LST Etävalvonta -palvelun, joka on tärkeä osa teollisuuden riskienhallintaa.

Finavia kasvattaa aurinkovoiman tuotantoa tuntuvasti

Helsinki-Vantaan terminaalin katolle asennetaan parhaillaan uusia aurinkopaneeleja. Ne kuuluvat Finavian aurinkovoimalaan, jonka ensimmäinen osa otettiin käyttöön vajaat kaksi vuotta sitten. Paneeleja tulee lisää myös ensi vuonna avattavan parkkitalon julkisivuun.

12.3.2019 | Tutkimus ja koulutus

Konecranes perustaa datalaboratorion Ranskaan

Konecranes ilmoitti perustavansa datalaboratorion Ranskaan Lyonin kaupunkiin. Taustalla on pyrkimys lisätä tuotteiden, palveluiden ja toimintojen digitaalisuutta teollisen internetin hyötyjen valjastamiseksi. Konecranesilla on etävalvonnassa 20 000 laitetta maailmanlaajuisesti ja digitaaliset elinkaarenaikaiset tiedot yli 600 0000 laitteesta. Yhtiöllä onkin vahva usko siihen, että datan hyödyntämiseen perustuva arvonluonti tulee mullistamaan materiaalinkäsittelyteollisuuden.