materiaaliratkaisut

Materiaaliratkaisut ovat materiaalien valintaa ja suunnittelua, joiden tavoitteena on täyttää tuotteen tai prosessin suorituskykyvaatimukset, kustannukset ja ympäristövaikutukset. Ne kattavat sekä uusien materiaalien kehittämisen että olemassa olevien materiaalien soveltamisen eri käyttökohteisiin sekä materiaalien ja tuotantoprosessien yhteensopivuuden optimoinnin.

Materiaalit jaotellaan tyypillisesti metallien, polymerien, keramien, komposiittien ja biomateriaalien ryhmiin. Suunnittelussa huomioidaan ominaisuudet kuten lujuus, jäykkyys, kemiallinen kestävyys, kulutuskestävyys sekä kevyt paino. Lisäksi tarkastellaan prosessointia ja käsittelyä, kuten valua, muovausta, hitsausta, pinnoituksia ja kertavalmistusta.

Prosessi sisältää tarveanalyysin, materiaalivalinnan, kokeellisen karakterisoinnin sekä simuloinnin. Käytännössä käytetään sekä laboratorio- että kenttätestejä sekä elinkaarianalyysiä ja kustannuslaskelmia. Kestvyysnäkökohdat, kierrätettävyys ja toimitusvarmuus ovat tärkeässä roolissa erityisesti suurissa tuotantoketjuissa.

Esimerkkejä käyttökohteista ovat autoteollisuus ja ilmailu, joissa kevyemmät ja vahvemmat materiaaliratkaisut kuten korkealujuus-teräkset, alumiiniseokset sekä hiilikuituvahvisteiset muovit parantavat suorituskykyä. Elektroniikassa keskitytään eristemateriaaleihin ja lämpöjohtavuuteen. Energiasektorilla kehitetään paristomateriaaleja ja katalyyttisiä pinnoitteita. Rakentamisessa korostuvat kestävyys, pitkäikäisyys ja kierrätettävyys.