Ohutlevykeskus. 15-vuotias, HAMKin vanhin tutkimusyksikkö. Tukimusta ja palvelutoimintaa yrityksille. Teräsrakennetekniikan opetusta HAMK:ssa

Transkriptio

1 Ohutlevykeskus 15-vuotias, HAMKin vanhin tutkimusyksikkö Tukimusta ja palvelutoimintaa yrityksille Teräsrakennetekniikan opetusta HAMK:ssa Koulutusta yrityksille

2 2 Henkilökunta Kauko Jyrkäs, FT, Ohutlevykeskuksen johtaja Laboratoriopäällikö Silver Jänes, DI tutkimusinsinööri Petri Fabrin, DI, kehitysinsinööri Tiina Vuorio, DI, tutkimusinsinööri Kai Mannila, Ins. AMK, Laboratorioinsinööri Taina Honkavuori, MBA, tutkimus- ja kehittämis- assistentti Mikko Långvik, DI, kehitysinsinööri Jarmo Havula, DI, Lehtori, Construction Engineering koulutusohjelma

3 3 HAMK Ohutlevykeskus Painopistealueet: 1. Ohutlevyjen muovattavuus ja liittäminen 2. Rakenteiden koekuormitukset ja laskennallinen analysointi 3. Teräsohutlevyjen pinnoitteet ja pitkäaikaiskestävyys Toiminta tähtää: 1. Suomalaisten metallialan yritysten kilpailukyvyn parantamiseen. 2. Alan tutkimus- ja koulutusvalmiuksien edelleen kehittämiseen HAMKissa.

4 4 Ohutlevykeskuksen yritysyhteistyömuotoja Julkisrahoitteiset tutkimushankkeet Ohutlevykeskuksen organisoimia tutkimushankkeita. Yrityksiä voi olla mukana hankkeessa. Rahoittajina esim. TEKES, EU/EAKR ja Nordic Innovation Centre. Sopimukset tutkimusyhteistyöstä Pitkäkestoisilla sopimuksilla Ohutlevykeskuksen henkilö- ja laiteresursseja on varattu yrityksen käyttöön. Yritys voi saada rahoitusta TEKES- ja EU-hankkeista. Yksittäiset toimeksiannot Lyhytkestoiset tilaustutkimukset kuten koekuormitukset, olosuhdetestaus ja kitkamittaukset sekä niihin liitetyt asiantuntijaja koulutuspalvelut ovat tärkeä osa Ohutlevykeskuksen toimintaa. Opinnäytetyöt HAMK:n opiskelija voi tehdä yrityksen tutkimus- tai kehitysaiheeseen liittyvän opinnäytetyönsä Ohutlevykeskuksessa-

5 5 Esimerkki - FIMECC tutkimusohjelmat FIMECC Oy (Finnish Metals and Engineering Competence Cluster Ltd) on metallituotteet ja koneenrakennus -alan yritysten sekä tutkimuslaitosten vuonna 2008 perustama SHOK eli strategisen huippuosaamisen keskittymä. HAMK osallistuu kahteen FIMECC:n tutkimusohjelmaan: FIMECC Hybrids -hankkeen tavoitteena on luoda kansainvälinen osaamisverkosto, joka pyrkii edistämään ns. kehittyneiden materiaalien tehokasta käyttöä uusissa käyttökohteissa. Ohutlevykeskus osallistuu hankkeeseen tutkimalla funktionaalisten pinnoitteiden muovattavuutta ja pitkäaikaiskestävyyttä sekä kehittämällä näihin aiheisiin liittyviä tutkimusmenetelmiä. FIMECC BSA hankkeessa (breakthrough steels and applications) kehitetään uusia taloudellisia ja ympäristöystävällisiä teräsmateriaaleja sekä edistetään niiden käyttöä. Tässä hankkeessa Ohutlevykeskus tutkii muottiin karkaistujen terästen maalattavuutta, korroosionkestävyyttä ja hitsattavuutta.

6 Ohutlevykeskuksen palvelut yrityksille - esimerkkejä Teräsohutlevyjen pinnoitteet ja pitkäaikaiskestävyys 6 Korroosiotestaus Olosuhdetestaus (UV, kosteus, lämpötila) Ulkotestaus Teräs- ja ohutlevyrakenteet Staattiset ja dynaamiset kuormitukset: - täysikokoiset rakenteet - rakenneosat - liitokset, kiinnikkeet Ohutlevyjen muovattavuus ja liittäminen Muovattavuusmääritykset Materiaalien vetokokeet Optinen venymämittaus Lisätietoja www-sivuiltamme!

7 Ohutlevykeskus - tutkimuslaitteistoa Ohutlevyjen muovattavuus ja liittäminen Rakenteiden koekuormitukset ja laskennallinen analysointi Teräsohutlevyjen pinnoitteet ja pitkäaikaiskestävyys Kts. Video

8 8 Venymäanalyysilaitteisto GOM Argus / ASAME Optinen järjestelmä muovattujen ohutlevytuotteiden pintavenymien mittaamiseen ja analysointiin. Mittaus verkko- tai täpläkuviosta.

9 9 Venymämittaus muovausprosessin aikana GOM Aramis 5M Reaaliaikaiseen venymämittaukseen perustuva 3D-mittausjärjestelmä. Muodonmuutokset voidaan mitata välillä 0,01% - useampi 100%. Sovelluskohteita ovat mm. FLC-määritykset (rajamuovattavuus) ja venymäanalyysi todellisista tuotteista Venymämittaukset vetosauvoista, ohutlevyliitoksista ( optinen extensiometri ) Siirtymämittaukset rakenteiden koekuormituksissa

10 10 Rakenteiden koekuormitukset kuormituskehällä Kuormituskehä, jossa pilari palkkijärjestelmien avulla voidaan kuormittaa erikokoisia kappaleita staattisella tai dynaamisella kuormalla. Kehäleveys 2500 mm Kehäkorkeus 3800 mm Sisäpituus mm Instron - kuormituslaitteisto 2 x F max =250 kn/sylinteri 1 x F max =25 kn/sylinteri Iskunpituus 400 mm

11 11 Vetokoneet, olosuhdekammio Vetokoneet: Zwick 5 kn Zwick 50 kn Zwick 250 kn (Riihimäellä) 50 kn:n vetokoneessa on käytettävissä olosuhde-kammio, jossa vetokoe voidaan tehdä korotetussa tai alennetussa lämpötilassa (-75 C 250 C)

12 12 Kitkamittauslaitteisto BUT= Bending Under Tension Käytetään esim. muovattavuteen liittyvissä kitkamäärityksissä Pinnoitteen ja muovaustyökalun välisen kitkan määrittäminen

13 13 Tasokitkamittauslaitteisto 5 kn:n vetokoneeseen yhdistettävä laite, jolla voidaan mitata kappaleiden välistä kitkaa.

14 14 Maalipinnoitteiden mekaaninen testaus Vetokoe (SFS-EN ISO ) Kuulapudotustesti (SFS-EN ) Taivutuskoe (SFS-EN ): Lämpötaivutus Taivutus ja kosteusrasitus

15 15 Pinnoitteiden neutraali suolasumutesti Simuloi rannikko- ja merenrantaolosuhteita, joissa on runsaasti suolaa Testissä näytteitä sumutetaan 5 % natriumkloridiliuoksella 35 C lämpötilassa. Testin pituus pinnoitemateriaaleista riippuen tuntia Testin jälkeen arvioidaan: Pinnoitteen rakkuloitumisaste Pinnoitteiden irtoaminen naarmuista

16 16 Pinnoitteiden syklinen suolasumutesti - Proheesiotesti Simuloi hapanta teollisuusilmastoa, jossa myös suolarasitusta Jatkuvaa suolasumua luotettavampi, näytteet kuivuvat välillä Syklinen kaksivaiheinen testi: sumutusjakso 1 tunti 25 C:ssa, suolaliuos 0,35 p-% ammoniumsulfaatti ja 0,05 p-% natriumkloridi kuivausjakso 1 tunti 35 C:ssa (puhallus) Jaksoja toistetaan tunnin ajan

17 17 Pinnoitteiden rikkidioksiditesti - Kesternich Näytteitä rasitetaan kosteassa rikkidioksidia sisältävässä kaasukehässä. Erittäin ankara korroosiotesti, joka simuloi ankaraa teollisuusilmastoa (happosade). Standardeja SFS-EN ISO 3231, SFS ISO 6988, SFS-EN

18 18 Pinnoitteiden kosteusrasitustestaus Kosteuden vaikutusta pinnoitteisiin voidaan testata: säilyttämällä näytteitä tietyssä suhteellisessa kosteudessa ja lämpötilassa (olosuhdetestaus) Sumuttamalla tai ruiskuttamalla näytteitä puhtaalla vedellä (tropiikkitesti yms.) Aikaansaamalla kosteus höyrystämällä vettä näytteiden pintaan => kondessikaappitesti QCTkaappi Kondessikaappitesti (QCT-testi) ASTM D-2247, lämpötila 38 C, kosteus 100% Edellisestä modifioitu: lämpötila 60 C, kosteus 100%

19 19 Pinnoitteiden UV-testaus Auringonvalon simulointiin käytetään UV-lamppuja (QUV-testi): UVA 340 nm, vastaa auringonvalon UV-osuutta UVB 313 nm, sisältää UV-säteilyä, jota ei ole auringovalossa. (muutokset maaleissa nopeampia) Kosteusrasitus aikaansaadaan höyrystämällä vettä tai ruiskuttamalla vettä Lamput eivät aikaansaa pinnan lämpenemistä kuten auringonvalo. Korotettu lämpötila aikaansaadaan lämmittämällä näytetilaa.

20 20 Pinnoitteiden ulkotestaus Ohutlevykeskuksella ulkotestausalue Hämeenlinnassa ja Mustialassa. Pinnoitteiden olosuhderasitus juuri sellaisissa olosuhteissa kuin mihin ne joutuvat todellisissa käyttöolosuhteissa Varmistetaan kiihdytettyjen testien tuloksia. Käytännössä ei yleensä voida odottaa niin pitkää aikaa. Kiihdytetty ulkotesti Hämeenlinnan ulkotestikentällä (Scab-testi): Näytteet asetetaan telineisiin ulos Näytteitä sumutetaan tietyin väliajoin suolaliuoksella.

21 21 Yleinen olosuhdetestaus Tuotteiden kestävyyttä lämpötilan, lämpötilan vaihtelujen ja kosteuden vaihtelulle voidaan testata sääkaapissa. Ohutlevykeskuksen sääkaappia käyttäen voidaan ohjelmoida testi, jossa: lämpötila välillä -75 C +180 C lämpötilan ollessa yli 10 C, kammion suhteellinen kosteus voidaan säätää välille 10 % 95 %. Lämpötilan muutosnopeus n 3 6 C/min.