Puu on uusiutuva, monikäyttöinen ja helposti jalostettava materiaali, jonka käyttö on lisääntynyt globaalisti etenkin suurien rakennushankkeiden osalta. Trendi on näkynyt kotimaassa mm. puukerrostalojen rakentamisena esimerkiksi CLT-elementtejä käyttäen. Toisaalta ympäristötrendit ja terveysnäkökulmat ovat lisänneet hirsiomakotitalojen rakentamista. Rakentamisen suurimpana kehityshaasteena on asennusnopeus, minkä kehittymättömyys pitää rakentamisen kulut suurina ja aikataulut pitkinä. Toisaalta materiaalikustannukset ovat vaikeasti ennakoitavissa eikä vaihtoehtoisia materiaaliratkaisuja ole helposti saatavilla kuormaa kantaviin ratkaisuihin.
TeräsPuu-hanke tarjoaa monenlaisia ratkaisuja puutuotteiden ja niiden asentamisen kehittämiseen. Kehitystoimien kohteena ovat mm. CLT/CLC-elementit, liimapuupalkit- ja hirret, koteloratkaisut ja palonkestävät materiaalit. Teräksen ja puun liittorakenteiden lisäksi hankkeessa selvitetään myös muiden vaihtoehtoisten vähähiilisten materiaalien hyödyntämistä teknisistä ja liiketoiminnallista näkökulmista. vähähiilisten materiaalien hyödyntämistä teknisistä ja liiketoiminnallista näkökulmista. Eri tuotetyyppien soveltuvuuskokeita kehitetään olemassa olevaa aineenkoetuslabraa puu- ja rakentamisteollisuuden ja hankkeen tarpeita paremmin vastaaviksi. Hankkeen rakenteisiin liittyvät kehitystoimet kohdistuvat etenkin mekaanisten ominaisuuksien optimointiin yhdistelemällä eri materiaaleja paremman kilpailukyvyn saavuttamiseksi. Toimenpiteillä tavoitellaan rakenteiden energiatehokkuuden parantamista ja hiilijäljen pienentämistä, kuin myös kustannusten alentamista ja materiaalihintojen ennakoitavuuden kehittämistä.
Esimerkiksi puun ja teräksen liittorakenteissa tavoitteena on pienentää tarvittavaa puun määrää vähäisellä teräksen lisäämisellä niin, että kilpailukyvyn parantuessa sekä puun, että teräksen käyttö lisääntyy rakentamisteollisuudessa ympäristöä säästävällä tavalla.Hankkeessa on vahva panos asennusajan pienentämiselle. Asennukseen liittyvät tekijät huomioidaan liittorakenteiden suunnittelussa niin, että teknisen suorituskyvyn lisäämiseksi asennushelppous maksimoidaan jo valmistusvaiheessa esimerkiksi muotosulkeisia teräsliitoksia hyödyntäen. Toisaalta hankkeessa tutkitaan robotiikan ja XR-teknologian hyödynnettävyyttä. Hankkeessa kehitettyjen liittorakenteiden valmistettavuutta kehitetään etenkin robotiikkaa hyödyntäen. Tässä yksinkertaisena esimerkkinä valmiiden seinäpintojen (kuivat, kosteat ja ulkoilma) viimeistely robotiikka hyödyntäen.TeräsPuu-hanke lisää alueella tehtävää poikkitieteellistä yhteistyötä uusien vähähiilisten rakenneratkaisuiden kehittämiseksi ja elinkeinoelämän uudistamiseksi.
TeräsPuu-hanke toteutetaan ryhmähankkeena ajalla 1.5.2024 - 30.4.2026 ja sen kokonaisbudjetti on 861 357 €. Päähankkeen toteuttajana toimii Oulun yliopiston Kerttu Saalasti instituutin Tulevaisuuden tuotantoteknologiat (FMT) tutkimusryhmä ja osahankkeiden toteuttajina Centria-ammattikorkeakoulu Oy sekä Nivalan Teollisuuskylä Oy. Projekti on rahoitettu EU:n Uudistuva ja osaava Suomi 2021–2027 alue- ja rakennepolitiikan ohjelmasta (EU/EAKR) ja rahoituksen on myöntänyt Pohjois-Pohjanmaan liitto.
Hankkeen päätavoitteena on kehittää ja parantaa Pohjois-Pohjanmaan TKI-toimijoiden valmiuksia ja kykyä omaksua, kehittää ja siirtää teollisuuteen metalli ja rakennusteollisuuden kannalta hyödyllisiä kehittyneitä teknologioita. Hankkeen teknisenä tavoitteena on vahvistaa pk-yritysten kilpailukykyä uudistamalla nykyisiä valmistusmenetelmiä, materiaaleja ja rakenteita niin, että valmistettavat tuotteet ovat halvempia vahvistaa ja niiden hiilijalanjälki pienenee. Pääkeinona on lisätä puun käyttöä rakennusteollisuudessa, lisäämällä puurakenteisiin niitä parantavia ominaisuuksia esimerkiksi teräksen avulla.
Projekti jakautuu karkeasti kahteen osaan: 1) liittorakenteiden kehittäminen ja testaus sekä 2) tuotannon automatisointi ja digitalisaation mahdollisuudet.
Osiossa 1 keskitytään erilaisiin puun ja teräksen liittorakenteisiin, mutta tutkimuksessa sivutaan myös muita vaihtoehtoisia materiaaleja sovellusalueen mukaan. Tässä päätavoitteena pienentää sekä valmistuskustannuksia, että hiilijalanjälkeä. Lisätavoitteena on kehittää liittorakenteita hyödyntäen uusia toiminnallisia piirteitä esimerkiksi lujuusteknisestä näkökulmasta tai asennuksen nopeuttamiseksi.
Vastaavasti osiossa 2 keskitytään olemassa olevien ja TeräsPuu-hankkeessa kehitettyjen sovellusten valmistuskustannusten ja laadun parantamiseksi mm. robotisointia hyödyntämällä. Osio 2 keskittyy minimoimaan asennustyömaalla vaadittavia resursseja kehittämällä uusia ratkaisuja valmiiden helposti asennettavien komponenttien valmistukseen sekä uudiskohteissa, että saneerauksissa. Molempien osioiden tavoitteena tarjota uusia keinoja yritysten liiketoiminnan kehittämiseksi.
Hankkeessa tavoitellaan erityisesti paikallisesti saatavilla olevien materiaalien tehokkaampaa hyödyntämistä niin, että yritys kykenee hankkeessa tuotetun tiedon avulla valmistamaan omia tuotteitaan eri materiaaliyhdistelmistä hinta- ja saatavuustilanteiden muuttuessa.Hankkeen osatavoitteena on pohjustaa koteloratkaisujen kehittämistä entistä ympäristöystävällisempään suuntaan. Globaalisti kotelot käsittävät hyvin laajan tuotejoukon aina turvakaapeista atk-keskuksiin.
Metalli-ja puualan toimijoiden TKI-toimintojen yhdistäminen
Alueellisen yhteistyön vahvistaminen
Mahdollisuuksien demonstrointi
TeräsPuu-hanke on ensimmäinen alueellinen hanke, missä keskitytään mahdollisuuksien demonstrointiin kehittämällä uusia rakenne-, testaus- ja valmistusratkaisuja alan yleisiin tarpeisiin.
Työpaketin toimenpiteenä on hyödyntää ELME Studion aineenkoetuslaboratorion kuormituslaitteita sekä terästen lämpökäsittely-ympäristöä rakenteellisten ratkaisujen testaamiseksi TP2:ssa.
Työpaketin toimenpiteenä on selvittää ne kaupalliset sovellusalueet puurakentamisessa, missä alueella kehitettyjä ultralujia teräksiä voidaan hyödyntää kilpailukyvyn parantamisessa. Tavoite on holistinen niin, että TKI-toiminnot keskittyvät sekä erilaisiin rakenteellisiin ratkaisuihin kuin myös suunnittelu-ja asennustyön minimointiin tarkastelemalla kilpailukykyä tuotannon tehokkuuden ja joustavuuden, lopputuotteen laadun sekä asennusnopeuden näkökulmista.
Työpaketin toimenpiteenä on kehittää uusia automatisointiratkaisuja puun, teräksen ja niiden liittorakenteiden valmistukseen. Tavoitteena on lisäksi selvittää, millaisia mahdollisuuksia automatisoinnilla on yritysten kustannustehokkuuden parantamisessa.
Työpaketin toimenpiteenä on tutkia ja kehittää XR-teknologioiden (laajennettu todellisuus) käyttöä puu-teräs-liitosten suunnittelussa, valmistuksessa ja asennuksessa. Tuotteiden ja niiden valmistuprosessin simuloinnin ja visualisoinnin avulla voidaan tarkastella ja testata erilaisia toteutusmahdollisuuksia tehokkaasti.
Työpaketin toimenpiteenä on selvittää hankkeessa TP1 ja TP2 kehitettyjen uusien konstruktioiden liiketoimintamahdollisuuksia alueen teollisuudessa. Työpaketissa selvitetaan, onko Suomessa rakennusteknisiä kiinnitys-ja liittorakenteita testaavia yrityksiä ja tahoja sekä minkälaisella automaatioasteella valmistusta tehdään. Lisäksi selvitetään uusien testauskapasiteettien investointitarpeet. Palvelutoimintaa kehitetään yhteistyössä hankkeen muiden toimijoiden kanssa. Uudet investoinnit ja palvelutoiminta on käytettävissä alueen yritysten ja tutkimus-ja koulutusorganisaatioiden tarpeisiin.
Työpaketissa keskitytään hankkeen aikaiseen suoraan viestintään, päämääränä muissa työpaketeissa kerätyn ja syntyneen tiedon ja osaamisen tehokas siirtäminen yrityksiin sekä kansallisille ja kansainvälisille tiedeyhteisöille. Erityistä huomiota kiinnitetään alueen yritysten huomioimiseen tiedottamisessa ja tulosten hyödynnettäväksi saattamisessa.
Työpaketin toimenpiteenä on EAKR-rahoitteisen hankkeen menestyksekäs läpivieminen siten, että hankkeen tavoitteet toteutuvat suunnitellusti ja hankkeen toteutuksen laatu on ensiluokkainen.
