Lisäarvoa kuitulujitettujen komposiittien tutkimukseen ja kehitykseen yhdistämällä mikrorobotiikan, numeerisen mallinnuksen ja materiaalitieteen osaaminen

Käytämme kuitulujitettuja muovikomposiitteja päivittäin: niitä hyödynnetään niin autoissa, lentokoneissa, polkupyörissä, veneissä, tuulimyllyissä, tennismailoissa, suksisauvoissa kuin vaikkapa teollisuuden happosäiliöissä. Käyttökohteet ovat lähes rajattomat. Komposiittimateriaalien kehitys on kuitenkin hidastunut ja uusien tuotteiden ja materiaalien kehittäminen ja testaaminen on työlästä ja aikaa vievää. Vaikka komposiittimateriaalit ovat jo nykyisin kevyitä, niiden keventäminen entisestään materiaalimäärää pienentämällä vähentäisi monessa sovelluskohteessa energiankulutusta ja tuottaisi kustannussäästöjä. Lisäksi esimerkiksi komposiiteissa käytettävien lasi- ja hiilikuitujen uudelleen käyttö on vähäistä.

FibDat-tutkimusavaus vastaa näihin haasteisiin yhdistämällä ainutlaatuisella tavalla mikrorobotiikan, numeerisen mallinnuksen ja materiaalitieteiden osaamisen. Hankkeen tavoitteena on kehittää uusi menetelmä, jolla voidaan automaattisesti mitata yksittäisten lasi-, hiili- ja luonnonkuitujen sekä kuitujen ja komposiiteissa käytettävien polymeerien kiinnittymisen lujuus. Lisäksi hankkeessa kehitetään menetelmiä, joiden avulla tuotettu mittausdata voidaan automaattisesti hyödyntää tietokonemalleissa ja käyttää kuitulujitettujen komposiittirakenteiden mekaanisten ominaisuuksien arviointiin ja parantamiseen.

Tavoitteena on, että hankkeessa kehitettävien menetelmien ja syntyvän osaamisen avulla voidaan tulevaisuudessa vähentää komposiittiteollisuuden tuotekehityksen kustannuksia ja lyhentää tuotekehitysaikaa korvaamalla nykyiset työläät ja aikaa vievät testit automaattisilla mikromittakaavan mittauksilla, sekä entisestään parantaa komposiittituotteiden kilpailukykyä muun muassa pienentämällä materiaalin määrää vaikuttamatta kuitenkaan tuotteiden luotettavuuteen ja turvallisuuteen.

Työryhmä

Työryhmään koostuu kolmesta Tampereen teknillisen yliopiston (TTY) tutkimusryhmästä, joiden vetäjät ovat:

• professori Pasi Kallio (mikrorobotiikka) TTY:n biolääketieteen tekniikan tiedekunta
• apulaisprofessori Essi Sarlin (materiaalitieteet, etenkin komposiitit) TTY:n teknisten tieteiden tiedekunnan materiaalitieteiden laboratorio
• apulaisprofessori Mikko Kanerva (materiaalinen numeerinen mallinnus) TTY:n teknisten tieteiden tiedekunnan materiaalitieteiden laboratorio