|
|
|
Hankekoodi: A74318
Hankkeen nimi: Tehokkaat rakenteet (TeRa)
Toimintalinja: 2. Uusimman tiedon ja osaamisen tuottaminen ja hyödyntäminen
Erityistavoite: 3.2. Uusiutuvan energian ja energiatehokkaiden ratkaisujen kehittäminen
Suunnitelman mukainen toteutusaika: Alkaa 1.9.2018 ja päättyy 28.2.2021
Toiminnan tila: Toiminta päättynyt
Vastuuviranomainen: Pohjois-Pohjanmaan liitto
Hakijan virallinen nimi: Oulun Yliopisto
Organisaatiotyyppi: Yliopisto
Y-tunnus: 0245895-5
Jakeluosoite: PL 8000, 90014 Oulun yliopisto
Puhelinnumero: 0294 480 000
Postinumero: 90014
Postitoimipaikka: Oulun yliopisto
WWW-osoite: http://www.oulu.fi/yliopisto/
Hankkeen yhteyshenkilön nimi: Antti Järvenpää
Yhteyshenkilön asema hakijaorganisaatiossa: Tutkimusjohtaja
Yhteyshenkilön sähköpostisoite: eura.neuvonta(at)gov.fi
Yhteyshenkilön puhelinnumero: +358 44 555 1633
Hakijoiden lukumäärä tai tuen siirto -menettely:
Tehokkaat rakenteet (TeRa) -hankkeessa pyritään edistämään yhteiskunnan vähähiilisyyden vaatimuksia rakenteiden materiaali-, energia- ja päästötehokkuuden kautta. Tehokkaiden rakenteiden suunnittelun ja valmistuksen kehittäminen johtaa kustannustehokkaampiin tuotteisiin, mikä mahdollistaa kilpailukykyiset valmistuskustannukset vähäisellä hiilijalanjäljellä. Hankkeessa kehitetään teknisesti ja taloudellisesti tehokkaiden rakenteiden suunnittelu- ja valmistusmenetelmiä.
Tehokkaat rakenteet hankkeen lähtökohtana on Pohjois-Pohjanmaan älykkään erikoitumisen strategia ja hankkeen tukirankana on vankka erikoisteräs-osaaminen sekä teräs- ja suunnitteluosaaminen uusien materiaalien hyödyntämisessä ja rakenteiden keventämisessä.
Tavoitteet
Hankkeen tavoitteena on edistää muutosta vähähiilisempään yhteiskuntaan, rakenteiden energia- ja materiaalitehokkuutta kehittämällä. Tavoitteena on kasvattaa alueen yritysten kykyä suunnitella ja valmistaa entistä haastavampia, tehokkaampia ja kilpailukykyisempiä rakenteita aina tekniikan huippua edustaviin superkeveisiin ultralujiin teräsrakenteisiin asti. Alihankintayritysten mahdollisuuksien lisääminen suunnitella ja valmistaa omia uusia innovatiivisia rakenteita ja tuotteita, mikä parantaa yritysten kilpailukykyä ja avaa uusia markkinoita. Tavoitteena on myös nostaa alueen metallin TKI keskittymän suunnittelu ja valmistusosaaminen seuraavalle tasolle. Käytännössä tämä tarkoittaa kykyä suunnitella ja valmistaa entistä haastavampia materiaalitehokkaita ja vähäisemmän hiilijalanjäljen jättäviä rakenteita.
Hankkeen teknisinä kärkinä ovat laserhitsaus ja terästen ominaisuuksien hyödyntäminen siten, että valmistustekniikka otetaan huomioon jo rakenteen suunnitteluvaiheessa, jolloin päästään teknisesti erinomaiseen ja kustannustehokkaaseen lopputulokseen. Lasertekniikan hyödyntämisessä tavoitteena on saavuttaa sellainen osaamisen taso, jolla tekniikkaa voidaan aikaisempaa tehokkaammin hyödyntää rakenteiden optimoinnissa ja keventämisessä siten, että näiden staattinen ja dynaaminen kestävyys sekä ominaistaajuudet ovat värähtelyominaisuuksiin nähden aikaisempaa huomattavasti parempia. Hankkeen tavoitteena on edistää erikoisterästen käyttöönottoa teräsrakenteissa, mikä mahdollistaa rakenteiden kustannustehokkaan keventämisen. Erikoisterästen käyttöä alueen yrityksissä on tarkoitus kasvattaa ja antaa yrityksille mahdollisuus olla edelläkävijöitä erikoisterästen hyödyntäjinä. Hankkeessa on myös tavoitteena uusien laserhitsaus liitostapojen kehittäminen ja liitosten tutkiminen.
Toimenpiteet
Hankkeessa tutkitaan, miten rakenteiden suunnittelu- ja valmistusmenetelmiä kehittämällä voidaan valmistaa entistä huomattavasti resurssitehokkaampia rakenteita. Rakenteiden materiaalitehokkuutta kehitetään tutkimalla ultrakeveiden ultralujien teräsrakenteiden valmistusmenetelmiä ja erikoisterästen hyödyntämistä rakenteiden keventämisessä. Hankkeessa tutkitaan, miten rakenteen lujuus- ja värähtely ominaisuuksia parantamalla voidaan parantaa rakenteiden ominaisuuksia sekä pidentää niiden elinkaarta. Erilaisten rakenteiden valmistuksen kustannustehokkuutta kehitetään ja myös rakenteiden elinkaarikustannukset selvitetään. Kehitetyistä rakenteista valmistetaan demonstraatioita ja rakenne-esimerkkejä. Hankkeessa saatuja tuloksia esitetään osaamisensiirtotilaisuuksissa.
Tulokset
Rakenteiden valmistamisesta tulee resurssitehokkaampaa, kehitettyjen suunnittelu- ja valmistusmenetelmien ansiosta. Uusien tehokkaampien rakenteiden käyttöönotto tuo vähennystä hiilitaseeseen, rakenteiden materiaali-, energia- ja päästötehokkuuden vuoksi. Erilaisten metallirakenteiden valmistamisesta tulee kustannustehokkaampaa johtuen hankkeen aikana kehitetyistä uusista, tehokkaammista ja taloudellisemmista valmistusmenetelmistä. Erityisesti lähialueilla toimivia metallintyöstöyrityksiä rohkaistaan käyttämään suunnittelutietoa ja työmenetelmiä uusien rakenteiden tai tuotteiden valmistamiseen. Hanke lisää alihankintayritysten mahdollisuuksia suunnitella ja valmistaa omia uusia innovatiivisia rakenteita ja tuotteita, mikä parantaa yritysten kilpailukykyä ja avaa uusia markkinoita yrityksille.
Hankkeen tuloksena saadaan uutta suunnittelutietoa ja rakenteiden valmistustietoa yrityksille. Alueelle syntyy mahdollisesti myös uutta yritystoimintaa. Hankkeen ansiosta Nivalan tutkimus- ja kehitysympäristön kyky palvella alueen yrityksiä paranee ja alueen houkuttelevuus voimistuu yrityksiä palvelevana teknologiakeskittymänä.
Hankkeen varsinaisena kohderyhmänä ovat erityisesti metallialalla toimivat Oulun Eteläisen alueen metalli- ja konepajayritykset sekä Nivalan ELME Studion kehitysympäristö. Samaan kohderyhmään kuuluvat lisäksi muut alueen tutkimus-, kehitys- ja koulutusorganisaatiot sekä seutukunnat toimijoineen. Alueella vaikuttavia toimijoita ovat mm. Oulun yliopisto (Kerttu Saalasti Instituutti, Terästutkimuskeskus CASR ja Teknillinen tiedekunta), Jokilaaksojen koulutuskuntayhtymä (JEDU), Centria ammattikorkeakoulu ja Nivalan Teollisuuskylä Oy. Hanke on kohdistettu myös Nivala-Haapajärven seutu NIHAK r.y.:n toimijoille.
Hankkeen välillisenä kohderyhmänä ovat alueen kaupungit ja kunnat asukkaineen sekä kohderyhmänä olevien yritysten asiakkaat ja yhteistyökumppanit.
Myönnetty EU- ja valtion rahoitus: 437 500
Toteutunut EU- ja valtion rahoitus: 431 391
Suunniteltu julkinen rahoitus yhteensä: 533 600
Toteutunut julkinen rahoitus yhteensä: 534 872
Maakunnat: Pohjois-Pohjanmaa
Seutukunnat: Ylivieskan, Haapavesi-Siikalatvan, Nivala-Haapajärven
Kunnat: Alavieska, Oulainen, Reisjärvi, Merijärvi, Pyhäjärvi, Sievi, Kalajoki, Siikalatva, Ylivieska, Kärsämäki, Pyhäntä, Haapajärvi, Haapavesi, Nivala
Jakeluosoite: Pajatie 5
Postinumero: 85500
Postitoimipaikka: Nivala
Suunniteltu: 0, joihin työllistyvät naiset 0
Toteutunut seurantatietojen mukaan: 0.00, joihin työllistyvät naiset 0.00
Suunniteltu: 0, joista naisten perustamia 0
Toteutunut seurantatietojen mukaan: 0.00, joista naisten perustamia 0.00
| Välitön | Välillinen | |
| Ekologinen kestävyys | ||
| Luonnonvarojen käytön kestävyys | 3 | 6 |
| Hankkeen vaikutuksena erilaisten rakenteiden suunnittelu ja valmistus muuttuvat materiaalitehokkaammiksi ja rakenteisiin niiden valmistuksen aikana käytetyn materiaalin määrää voidaan vähentää. | ||
| Ilmastonmuutoksen aiheuttamien riskien vähentäminen | 2 | 6 |
| Hankkeen vaikutuksesta rakenteiden materiaalitehokkuus kasvaa sekä rakenteiden keventymisen ansiosta esim. liikennevälineiden päästötehokkuus kasvaa ja vaikutukset edistävät vähähiilisyyttä. | ||
| Kasvillisuus, eliöt ja luonnon monimuotoisuus | 2 | 5 |
| Hankkeen vaikutuksesta rakenteiden materiaali- ja päästötehokkuus kasvaa ja vaikutukset edistävät vähähiilisyyttä, mikä parantaa eliöiden elinolosuhteita. | ||
| Pinta- ja pohjavedet, maaperä sekä ilma (ja kasvihuonekaasujen väheneminen) | 2 | 5 |
| Hankkeen vaikutuksesta rakenteiden päästötehokkuus kasvaa ja kasvihuonekaasujen osalta esim. hiilidioksidipäästöt pienentyvät liikennevälineiden aiheuttamien päästöjen pienentyessä. | ||
| Natura 2000 -ohjelman kohteet | 0 | 0 |
| Hankkeen vaikutus neutraali | ||
| Taloudellinen kestävyys | ||
| Materiaalit ja jätteet | 4 | 6 |
| Hankkeen vaikutuksena erilaisten rakenteiden suunnittelu ja valmistus muuttuvat materiaalitehokkaammiksi ja rakenteisiin niiden valmistuksen aikana käytetyn materiaalin määrää voidaan vähentää. Hankkeen ansiosta myös rakenteiden kestävyyttä ja elinkaarikustannuksia voidaan parantaa, jolloin esim. rakenteiden huoltamiseen tarvittavan materiaalin määrä vähenee. | ||
| Uusiutuvien energialähteiden käyttö | 0 | 0 |
| Hankkeen vaikutus neutraali | ||
| Paikallisen elinkeinorakenteen kestävä kehittäminen | 5 | 6 |
| Hanke tuottaa alueen yrityksille uutta tietoa ja osaamista rakenteiden energia- ja materiaalitehokkaasta suunnittelusta sekä valmistuksesta, jonka vaikutuksesta yritykset pystyvät suunnittelemaan kilpailukykyisiä tuotteita sekä oppivat käyttämään valmistusprosesseissaan materiaaleja tehokkaasti. | ||
| Aineettomien tuotteiden ja palvelujen kehittäminen | 5 | 6 |
| Hankkeen tuloksena syntyvän erikoisosaaminen seurauksena alueelle muodostuu mahdollisesti liiketoimintaa kuten koulutus, konsultointi- ja suunnittelupalveluja. | ||
| Liikkuminen ja logistiikka | 3 | 5 |
| Materiaalitehokkailla kevyemmillä rakenteilla voidaan parantaa liikenteen päästötehokkuutta ja tämän ansiosta edistää vähähiilisyyttä. | ||
| Sosiaalinen ja kulttuurinen kestävyys sekä yhdenvertaisuus | ||
| Hyvinvoinnin edistäminen | 2 | 3 |
| Hankkeen ansiosta yritysten osaamistasoa kasvatetaan ja hanke mahdollistaa uusien työpaikkojen syntymisen, mikä lisää hyvinvointia. | ||
| Tasa-arvon edistäminen | 0 | 0 |
| Hankkeen vaikutus neutraali | ||
| Yhteiskunnallinen ja kulttuurinen yhdenvertaisuus | 0 | 0 |
| Hankkeen vaikutus neutraali | ||
| Kulttuuriympäristö | 0 | 0 |
| Hankkeen vaikutus neutraali | ||
| Ympäristöosaaminen | 4 | 5 |
| Hankkeen vaikutuksesta tietoisuus rakenteiden materiaali- ja päästötehokkuudesta lisääntyy. | ||
Tehokkaat rakenteet (TeRa) -hankkeessa edistettiin yhteiskunnan vähähiilisyyden vaatimuksia rakenteiden materiaali-, energia- ja päästötehokkuuden kautta. Tehokkaiden rakenteiden suunnittelun ja valmistuksen kehittäminen johtaa kustannustehokkaampiin tuotteisiin, mikä mahdollistaa kilpailukykyiset valmistuskustannukset vähäisellä hiilijalanjäljellä. Hankkeessa kehitettiin teknisesti ja taloudellisesti tehokkaiden rakenteiden suunnittelu- ja valmistusmenetelmiä. Tehokkaat rakenteet hankkeen lähtökohtana oli Pohjois-Pohjanmaan älykkään erikoitumisen strategia ja hankkeen tukirankana oli vankka erikoisteräs-osaaminen sekä teräs- ja suunnitteluosaaminen uusien materiaalien hyödyntämisessä ja rakenteiden keventämisessä.
Hankkeessa kehitettyjä ratkaisuja voidaan hyödyntää esimerkiksi kuljetusvälineissä. Erilaisissa kuljetusvälineissä, erityisesti raskaissa maansiirtokuljetuksissa, ajoneuvon rakenteen paino vaikuttaa merkittävästi polttoaineen kulutukseen. Mitä vähemmän painoa, sitä vähemmän kuluu polttoainetta ja syntyy päästöjä. Kevyt rakenne voi myös mahdollistaa suuremman hyötykuorman, jolloin päästöt kuljetettua tavaramäärää kohden pienenevät. Ultralujia teräksiä käyttämällä saadaan aikaan entistä kevyempi ja kestävämpi teräsrakenne. Hankkeessa tehdyssä kehitystyössä avainasemassa oli valmistustekniikan huomioiminen jo rakenteen suunnitteluvaiheessa.
Hankkeessa selvitettiin, että laserhitsausta hyödyntäen ultralujista teräksistä voidaan valmistaa entistä keveämpiä ja kestävämpiä rakenteita. Laserhitsauksen etuna oli pieni, tarkkaan kohdistettu lämmöntuonti sekä suuri hitsausnopeus. Ultralujille koemateriaaleille löydettiin entistä kustannustehokkaammat ja kestävyyden kannalta paremmat laserhitsauksen liitostavat. Laserhitsiliitosten, vähentyneen materiaalin tarpeen ja lujemman rakenteen avulla ympäristövaikutukset pienenevät tuotteen koko elinkaaren aikana.
Hankkeessa kehitettiin uuden tyyppisiä rakenteita ja osoitettiin erilaisten kennorakenteiden hyötyjä. Ultralujista teräksistä valmistettujen kennorakenteiden lujuusominaisuuksia tutkittiin erilaisten kokeiden avulla. Hankkeen tuloksena saatiin myös huomattavan paljon uutta tietoa ultralujien terästen laserhitsausliitoksista. Hankkeessa tehtiin merkittävä määrä laserhitsattujen limiliitosten ominaisuuksien selvittämiseen liittyviä kokeita. Hitsiliitoksia tutkittiin pääasiassa veto- ja väsytyskokeilla sekä liitosten mikrorakenteen tutkimuksilla. Hankkeessa tehdyn selvityksen mukaan hankkeessa tutkitun ultralujan kulutusteräksen laserhitsausliitoksista ei löytynyt lainkaan aikaisemmin tutkittua tietoa, joten hankkeessa tehtyä tutkimusta voidaan pitää merkittävänä ja sen ansiosta yritykset voivat hyödyntää terästä erilaisissa rakenteissa. Hankkeessa tehtiin huomattava määrä vertaisarvioituja julkaisuja, mikä osoittaa hankkeen toteutuksen ja vaikuttavuuden olleen laadultaan kansainvälisesti hyvätasoista.
Hankkeessa tuotettiin runsaasti uutta tietoa, jonka avulla tehokkaiden rakenteiden suunnittelua- ja valmistamista alueen yrityksissä edistettiin. Hankkeessa saatujen tulosten perusteella erikoisteräksistä valmistettavilla kevyillä kennorakenteilla on hyvät lujuusominaisuudet ja niitä käyttämällä on mahdollista saavuttaa huomattavaa painonsäästöä. Hankkeessa kehitettiin uusia ultrakevyitä kennorakenteita sekä kerroskennorakenne ja tutkittiin keveiden täytemateriaalien vaikutusta kennorakenteiden lujuusominaisuuksiin. Hankkeessa tutkittiin FMT-tutkimusryhmän kehittämän ultralujan putkipalkin ominaisuuksia. Hankkeessa tuotettu tieto edesauttaa vähähiilisien energia- ja materiaalitehokkaiden rakenteiden suunnittelua ja valmistamista alueen yrityksissä. Hankkeen tuloksena alueen yritysten osaaminen ultralujista teräksistä valmistettavien rakenteiden suunnittelusta ja valmistamisesta on kasvanut. Hankkeen vaikutuksena alueen yritysten kilpailukyky on kasvanut, koska ne voivat hyödyntää hankkeessa tuotettua tietoa ja tehdä omia kehittyneitä ja uusia innovaatioita. Hankkeen ansiosta alueen metalli- ja konepaja-alan TKI-ympäristö kehittyi ja sen osaaminen kasvoi.