Materiaalinkäytön optimointi maksimoi tuotteen suorituskyvyn, ominaisuudet ja kestävyyden. Se edistää myös ilmastonmuutoksen torjuntaa ja tekee kiertotaloudesta kannattavaa liiketoimintaa.
Juha Granath
Uudet materiaalit ovat läpi historian syntyneet hitaasti. Useasti pelissä ovat olleet mukana erehdys ja sattuma, joiden seurauksena teollisuuteen on syntynyt yllättäen uusi materiaali.
Huti-iskut vievät kuitenkin aikaa ja rutkasti rahaa.
”Perinteisillä menetelmillä uuden materiaalin kehitys kestää tyypillisesti kymmenkunta vuotta. Meidän lähestymistavallamme uusia tuotteita saadaan kaupan hyllylle vähintään kaksi kertaa nopeammin”, sanoo erikoistutkija Tomi Suhonen Teknologian tutkimuskeskuksesta VTT:stä.
VTT:n konsepti nimeltä ProperTune aikoo välttää harhapolut ja mennä suorinta tietä maaliin. Tavoite saavutetaan puuttumalla materiaalin heikoimpiin ominaisuuksiin ja optimoimalla näin sen suorituskyky.
”Meillä on kaksi tutkimuslinjaa, kokeellinen ja virtuaalinen”, Suhonen kertoo.
Kokeellisessa tutkimuksessa materiaaliseokseen esimerkiksi lisätään pieni määrä erilaisia lisäaineita ja katsotaan, miten ne vaikuttavat lopputulemaan.
”Virtuaalisessa tutkimuksessa on mahdollisuus välttää isot koesarjat, kun kokemus, osaaminen ja ymmärrys siirretään laskennalliseen muotoon. Oikeat vastaukset saadaan nopeasti, kilpailukyky paranee ja ympäristö kiittää.”
Tuulivoimaloille lisää elinikää
ProperTune-hanke on saavuttanut yhden parhaista tuloksistaan yhdistämällä kokeellisen ja virtuaalisen tutkimuslinjan.
Lopputuloksena löytyi ratkaisu tuuliturbiinien lapojen etureunan kulumisongelmaan.
Kuluminen on iso ongelma varsinkin offshore- eli merelle rakennetuissa voimaloissa.
”Siellä tuulivoimaloiden siivet ovat kasvaneet jo sadan metrin pituisiksi. Nopeus on voimaloiden lapojen päissä niin hurja, että vesipisarat, rajut sadekuurot tai Saharan hiekka syövät ne viidessä vuodessa käyttökelvottomiksi.”
ProperTune-konsepti kehittää materiaaliratkaisuja, jotka kestävät vesipisaroiden, jäähileiden ja hiekanjyvien iskut koko tuuliturbiinin noin 25 vuoden eliniän.
Konsepti korvaisi nykyiset turbiineissa käytettävät polymeeriratkaisut metallisilla kalvoilla.
”Olemme olleet yhteydessä kaikkiin alan suurimpiin toimijoihin, ja kiinnostusta on löytynyt”, Suhonen kertoo.
”Pyrimme saamaan ison mittaluokan testauksen tehtyä vielä tämän vuoden aikana. Sen jälkeen päätämme, kenen kanssa lähdemme viemään hanketta eteenpäin.”
Juttu materiaalinkäytön optimoinnista julkaistiin numerossa 3/2021 Vasaran lista -sarjan viimeisenä osana. Voit lukea koko jutun täältä.
(Kuva VTT) Materiaalinkäytön optimointi tuottaa tulevina vuosina yhä enemmän halpoja, tehokkaita, kestäviä ja ympäristöä säästäviä materiaaleja, vakuuttaa tutkija Tomi Suhonen.
Vasaran lista -sarjan muut jutut:
Kvanttien voimin kohti uljasta uutta maailmaa
Maatalouden uusi vallankumous – Ruoka tulee bioreaktorista
