Research project

Liikettä ja voimaa tuottavien metalliseosten ja niiden sovellusten kehittäminen

14715

14715

14715


Project Details

Start date: 01/01/2015

End date: 30/04/2017


Funder

Other Finnish


Abstract

Koneiden ja laitteiden liikkuvien osien määrää voidaan vähentää
tuottamalla liike suoraan älykkään materiaalin avulla. Yksi tällainen
materiaali on magneettikentässä useiden prosenttien suuruisen
muodonmuutoksen tuottava Ni-Mn-Ga-älymateriaali (jota tässä raportissa
kutsutaan liikettä ja voimaa tuottavaksi materiaaliksi). Hankkeessa
tutkittiin ja parannettiin näiden materiaalien sellaisia kriittisiä
ominaisuuksia, jotka ovat sovellusten kannalta tärkeitä, sekä
kehitettiin materiaalien valmistusmenetelmiä, valmistettiin
pilottilaitteita ja selvitettiin kaupallistamispolkuja. Tavoitteena oli
poistaa pullonkauloja näiden materiaalien teollisen valmistuksen tieltä
sekä luoda pohjaa uuden liiketoiminnan aloittamiselle Savonlinnaan.
Hankkeen tuloksena kehitimme Ni-Mn-Ga-näytteisiin mikrorakenteita,
joiden ansiosta materiaalien liikkeen tuottaminen ei ole lämpötilasta
riippuvaista. Tällä ominaisuudella on ratkaiseva merkitys teollisissa
laitteissa, joiden on toimittava laajalla lämpötila-alueella.
Optimaalinen mikrorakenne on välttämätön materiaalin tasaisen liikkeen
ja pitkän väsymisiän tuottamiseksi. Tutkimme Ni-Mn-Ga-materiaalien
dynaamisia ominaisuuksia. Mittasimme materiaalin
muodonmuutoskiihtyvyydeksi jopa 100 000 g ja muodonmuutosnopeudeksi 4
m/s. Selvitimme, mikä on pienin näytekoko, jossa liikettä voidaan
tuottaa magneettikentän avulla. Koetulokset osoittivat, että vielä
mikrometrin paksuiset näytteet toimivat magneettikentässä. Tämä tulos
osoittaa, että yksi tärkeä Ni-Mn-Ga-älymateriaalien sovellusalue on
mikromekaaniset laitteet. Kehitimme Ni-Mn-Ga-elementtien
valmistusmenetelmiä kuten induktiosulatusta, kiteenkasvatusta,
lämpökäsittelyprosesseja, elementtien leikkausta, pinnan
deformaatiokerroksen poistotekniikoita sekä pintakäsittelyjä hallitun
mikrorakenteen tuottamiseksi. Tutkimustulosten pohjalta valmistettiin
pilottilaitteita, joissa yhdistyivät materiaalien parhaat ominaisuudet
kuten dynamiikka ja pieni Ni-Mn-Ga-näytteen koko. Tällaisia ovat
mikrofluidistiset laitteet sekä haptiset ohjaimet. Hankkeessa
selvitettiin myös materiaalien valmistusmahdollisuuksia suurina määrinä
sekä tulosten kaupallistamispolkuja. Hankkeen myötävaikutuksella syntyi
yksi teknologiayhtiö sekä kaksi isoa teknologiaprojektia Savonlinnaan.
Hanke luo pohjaa älykkäisiin liikettä ja voimaa tuottaviin
materiaaleihin perustuvan liiketoiminnan aloittamiselle maakuntaan ja on
siten tukemassa Savonlinnan alueen teknologiateollisuuden uudistumista.
Pyrimme löytämään sellaisia tuotteita, joita voitaisiin valmistaa
yhdessä savonlinnalaisten yhtiöiden kanssa.



Last updated on 2018-25-01 at 13:40