Tutkittavana: Uuden sukupolven teräs tehokkaammin konepajojen käyttöön

Hämeen ammattikorkeakoulu

Tutkittavana: Uuden sukupolven teräs tehokkaammin konepajojen käyttöön

05.12.2017 15:55

Korkealujuusteräs on kahdesta kolmeen kertaa tavallista terästä lujempaa, mutta konepajoissa tämä mm. päästöjä vähentävä kilpailuetu on yhä alihyödynnetty. HAMKin tutkimus tarjoaa tietoa ja tukea alan yrityksille.

Array

Kuka olet ja mitä tutkit? 
Tutkimusinsinööri Ari Saastamoinen. Teen lujien terästen soveltavaa tutkimusta, jossa pyritään tarkastelemaan lujien terästen hitsattavuutta ja muovausta loppukäyttäjän, kuten hitsaavan konepajan, näkökulmasta. 

Miksi tätä aihetta on tärkeää tutkia?
Viime vuosina harppauksin kehittyneet korkealujuusteräkset ovat nimensä mukaisesti tavallista terästä lujempia. Samaan aikaan ne ovat alihyödynnettyjä etenkin metallialan pk-sektorilla. Tilanne vertautuu hieman karrikoiden siihen, että käytettäisiin vuosia vanhaa puhelinta, kun uusin mallikin olisi saatavilla. 

Lujien terästen käyttöönottoa hidastaa se, että ne ovat haasteellisempia hitsattavia. Tutkimusta tarvitaan, jotta tietoisuus niistä lisääntyisi, lujista teräksistä tulisi helpommin käytettäviä ja niiden vaatima tekniikka osattaisiin ottaa käyttöön. 

Perinteinen konepajateollisuus on konservatiivista. Paljon pelätään sitä, ettei osattaisi hitsata korkealujuusterästä, joka vaatii hitsaajalta enemmän tarkkuutta. Lisäksi lujien terästen käyttöönottoa rakenteissa rajoittavat lukuisat normit ja standardit. 

Mikä on tutkimuksen tavoite ja milloin tuloksia saadaan? 
Ajatuksena on viedä näitä uuden sukupolven teräksiä paremmin konepajojen käyttöön kehittämällä ja tutkimalla niiden käytettävyyttä eli esimerkiksi tässä tapauksessa hitsattavuutta. Luommekin nyt hankkeessa hitsauksen esiohjeita julkiseen käyttöön siten, että konepajojen kynnys terästen käyttöönottoon madaltuisi. Samalla luomme ohutlevy- ja metalliteollisuuden tutkimus- ja testauspalveluja yrityksille tarjoavalle HAMKin Ohutlevykeskukselle hitsauspalveluiden konseptia, joka on jatkossa alueen yritysten käytössä. Lujien terästen käyttöönottoa estää myös se, että ne vaativat konepajoilta erillisiä koehitsauksia. Tätä helpottaaksemme luomme testausolosuhteet, jolloin asiakkaat voisivat toteuttaa lujien terästen vaatimat koehitsaukset ja testit yhteistyössä HAMKin kanssa. Testejä tekevät opiskelijamme, jotka ovat samalla opetelleet hitsausrobotin käytön. Tavoitteena on, että vuodenvaihteen jälkeen saamme yrityksille korkealujuushitsauksen esiohjeet jakeluun ja palvelukonsepti hioutuu siitä eteenpäin vähitellen.  

Ketkä tutkimuksestanne hyötyvät ja miten?
Hyötyjiä on kahdessa ryhmässä: terästä valmistavat ja käyttävät yritykset. Etenkin viimeksi mainittuja on pelkästään Kanta-Hämeessä paljon, puhumattakaan koko Suomesta. 

Koska korkealujuusteräs on noin kaksi-kolme kertaa lujempaa kuin tavallinen teräs, sitä voidaan käyttää kaikkeen sellaiseen, missä korkeasta lujuudesta ja rakenteen keveydestä on etua. Esimerkkeinä voidaan mainita nostureiden puomit, runkorakenteet tai kuorma- ja rekka-autot, joiltain osin myös telakka- ja rakennusteollisuus. Merkittävän kilpailuedun saa, kun vähemmällä materiaalilla saadaan kevyempi, mutta yhtä luja tuote. Tämä johtaa terästuotannossa mm. hiilidioksidipäästöjen vähenemiseen. Joidenkin laskelmien mukaan käyttämällä korkealujuusteräksiä esimerkiksi rekka-autojen kriittisissä rakenteissa, voidaan pienentää materiaalimassaa ja siten polttoainekustannuksia 30 prosenttia nykyisestä. 

Mitä isoja ilmiöitä tutkimusalallanne tällä hetkellä on, ja miten oma tutkimuksenne kytkeytyy niihin? 
Korkealujuusterästen käytettävyyteen liittyvää käytännön tutkimusta on paljon. Terästä voidaan kehittää koko ajan paremmaksi, mutta jos niitä ei käytetä, tutkimus jää turhaksi. Oma tutkimuksemme vie tuloksia käytäntöön. 

Toinen konepajojen kannalta mielenkiintoinen ja aiheeseemme liittyvä asia on robotiikka. Koska korkealujuusterästen hitsaaminen on tarkempaa, hitsausrobottien käyttö on silloin perusteltua. 

Hankkeen nimi, kesto ja rahoittaja?
Korkealujuusteräkseen keskittyvässä tutkimuksessa ovat mukana HAMK Ohutlevykeskus, SSAB Europe Oy ja koulutuskuntayhtymä Tavastia ja se on osa UVVET-hanketta (Uutta vetovoimaa energiatehokkaista teräsrakenteista). Sitä rahoittavat Euroopan Unionin Euroopan aluekehitysrahasto, Vipuvoimaa EU:lta 2014–2020 sekä Hämeen liitto. Hanke päättyy 30.6.2018. 

Tulevaisuuden teräsrakenteet ja vaativa valmistus –seminaari Visamäessä 24.–25.1.2018 tuo yhteen teräsalan ammattilaisia – yrittäjiä, asiantuntijatehtävissä toimivia, tutkijoita ja opettajia.

Lisätietoa seminaarista löydät sivun oikeasta ylälaidasta.

HÄMEEN AMMATTIKORKEAKOULU