Lujien terästen konepajateknisten ominaisuuksien tutkimus Oulun yliopistossa Jussi A. Karjalainen Lujat teräkset -seminaari 17.9.2009 ULLE lujien ja ultralujien levymateriaalien käyttö -hanke Pääpaino lujien ja ultralujien materiaalien konepajakelpoisuuden tutkimisessa ja kehittämisessä Kuinka soveltaa konepajakäytäntöjä ultralujista materiaaleita valmistettujen osien valmistuksessa? 1
ULLE-hanke Kesto: 1.7.2007 31.12.2009 Budjetti: 457 k Osa Tekesin SISU 2010 teknologiaohjelmaa Rahoitus: Tekes, 5 yritystä Työpaketit muovaus (särmäys, rullamuovaus) leikkaus (mekaaninen, terminen) liittäminen (hitsaus, MIG/MAG, laser) laseravusteisuus (muovaaminen, paikallinen pehmennys) kustannukset (kustannusedut/lisät lujille materiaaleille) ULLE-hankkeen tuloksia lujat materiaalit vaativat konepajoissa tarkempaa käsittelyä ja parempaa ammattitaitoa etenkin dynaamisesti rasitettuja rakenteita valmistettaessa(mm. herkkyys pienillekin alkusäröille) lujien materiaalien muovaukseen löydetty soveltuvia menetelmiä (särmääminen, rullamuovaus) materiaalien leikkaamien ja hitsaaminen edellyttää tarkemmin oikeita prosessiparametreja laseravusteisuus tuo uusia mahdollisuuksia 2
Esimerkki ULLE-tuloksista Alkusäröjä varsinkin ulkoreunassa Mekaanisesti leikattu reuna voi myös sisältää alkusäröjä Esimerkki ULLE-tuloksista 3
Esimerkki ULLE-tuloksista Uudenlainen, tarkka taivutuskulma-anturi (maan vetovoiman komponenttien mittaaminen) ULLA ultralujien levymateriaalien laseravusteinen käsittely Kesto: 1.3.2009 31.12.2011 Budjetti: 600 k Rahoitus: Tekes/EAKR 90 %, yritykset 10 % Yhteistyökumppani: Friedrich-Alexander- Universität Erlangen-Nürnberg 4
ULLA työpaketit 1 WP1. Material characterization and identification of process windows WP2. Setup of a FE model and elaboration of design principles WP3. Elaboration of an inverse approach for the design of the heat treatment layout WP4. Local laser heat treatments of quenched UHS steels ULLA työpaketit 2 WP5. Local laser heat treatments of abrasion resistant steels WP6. Laser and ultra high strength steels in new product areas WP7. Local laser heat treatments and hardening in safety features 5
ULLA aktiivinen ja passiivinen laseravusteisuus ULLA laseravusteinen särmäys 6
ULLA laseravusteinen rullamuovaus INTO Innovatiiviset tuotantoteknologiat -hanke Nivalan ELME-studion hanke Uusien tuotantoteknologioiden kartoitus ja niiden soveltuminen Oulun Eteläisen alueen tuotantoon ja tuotteisiin Laser-, suurnopeustyöstö- ja työvälinevalmistustekniikan asiantuntemuksen kasvattaminen Asiantuntemuksen jalostaminen menetelmiksi, jotka parhaiten sopivat alueen yritysten ja muiden hyödyntäjien käyttöön. 7
INTO Projektin kesto: vuoden 2010 loppuun budjetti: 1.632 k rahoitus: Oulun lääninhallitus / EAKR Alueen kunnat Yksityinen rahoitus Hakija: Kalajokilaakson koulutuskuntayhtymä Toteutus: Oulun yliopisto, Oulun Eteläisen instituutti, KAM / Nivalan ammattiopisto ja Keski-Pohjanmaan ammattikorkeakoulu ROLLE Ultralujien levymateriaalien muovauksen erikoisosaaminen -hanke Tavoitteet: Ultralujien materiaalien muovattavuuden tutkiminen ja vertailu Ultralujien materiaalien muovauksen ongelmien ja muovaustapojen vaikutuksen selvittäminen Särmäysmenetelmän kehittäminen paremmin ultralujien terästen taivuttamiseen soveltuvaksi Joustavan rullamuovauksen tutkimuskäyttöön ja piensarjatuotantoon soveltuvan muovauslaitteiston prototyypin kehittäminen FE-analyysiin perustuvan muovauksen simulointiympäristön kehittäminen 8
ROLLE Projektin kesto: 1.10.2009 30.7.2012 Budjetti: 571 k Rahoitus: Oulun lääninhallitus / EAKR (80 %) Nivala-Haapajärven seutukunta Yritysrahoitus (18 %) Hakija: Oulun Eteläisen instituutti Toteutus: Oulun yliopisto, Oulun Eteläisen instituutti, OY / Konetekniikan osasto KuURaK Tutkimus kuumavalssattujen ultralujien rakenne- ja kulutusterästen käytettävyydestä Tavoitteet: Testata ja vertailla valittujen ultralujien rakenne-ja kulutusterästen käytettävyyttä Kehittää kvantitatiivinen mittari särmäyksen laatutason määrittämiseksi. Edistää ultralujien rakenne-ja kulutusterästen käyttöönottoa teräsrakenteita suunnittelevissa ja/tai valmistavissa yrityksissä. Tuottaa tilastollisesti luotettavaa mittaustietoa, jota voidaan hyödyntää mitoituksessa Tutkia, vaikuttaako ylätyökalun säde ja alatyökalun aukon suuruus särmän lujittumiseen ja särmäyksessä vaadittavaan voimaan Särmättävien aihioiden pituusmittojen määrittämisessä tarvittavien kompensointikertoimien määritys 9
KuURaK Projektin kesto:1.9.2009 28.02.2012 Budjetti: 211 k (OY) Rahoitus: Tekes / EAKR Hakijat: Oulun yliopisto / Oulun Eteläisen instituutti; Kemi-Tornion ammattikorkeakoulu Toteutus: OY / Oulun Eteläisen instituutti, OY / Konetekniikan osasto, Kemi-Tornion ammattikorkeakoulu Yhteenveto Useita erillisiä, mutta linkittyneitä hankkeita Lisäksi opinnäytetöitä ja harjoitustöitä Hankkeissa tällä hetkellä 14 henkilöä Tulokset julkaistu etupäässä kansainvälisillä foorumeilla Osa hankkeista toteuttaa yrityssovelluksia 10
Yhteystiedot Professori, TkT Jussi A. Karjalainen Puhelin: 040-7733150, 08-5532070 Sähköposti: jussi@me.oulu.fi Tutkimusjohtaja Kari Mäntyjärvi Puhelin: 040 084 3050 Sähköposti: kari.mantyjarvi@oulu.fi www.me.oulu.fi www.oulu.fi/oeinst 11