People of TECH: Teknillinen tiedekunta houkutteli Heidi Piilin Turkuun

Mitä tutkit?

Tutkin moderneja valmistustekniikoita, joihin kuuluvat laserteknologiat sekä teollinen 3D-tulostus. Ja näillä laserteknologioilla tässä yhteydessä tarkoitetaan kaikkea, mitä materiaaleille voidaan lasersäteen avulla tehdä, eli niitä voidaan esimerkiksi merkata, kaivertaa, leikata, hitsata ja niin edelleen. 

Miksi kiinnostuit juuri tästä alasta?

Konetekniikka ja laserlaitteet eivät itseasiassa olleet alun alkaen ollenkaan mielessäni, vaan opiskelin aikanaan kemiantekniikkaa ja syventymisenä puukuitutekniikkaa LUT-yliopistossa Lappeenrannassa. Diplomityön aihetta etsiessäni, 2000-luvun alussa, oli käynnissä taitekohta, jolloin paperiteollisuutta Suomessa ajettiin alas. Diplomityöaiheen löytäminen oli vaikeaa, mutta lopulta tuli vastaan paperien laserleikkaus.

Tämä oli se hetki, jolloin lasersäde syttyi sisälläni, ja tulin laserteknologioiden maailmaan. Paperien laserleikkauksesta oli silloin (vuonna 2002) käynnissä isoja hankkeita, ja minua alkoi kiinnostamaan miten monenlaisia asioita lasersäteellä voidaan tehdä niin moniin eri materiaaleihin. Jäin lopulta sille tielle jatko-opiskelijaksi konetekniikan osastolle LUT-yliopistoon.

3D-tulostus käveli elämääni jatko-opintojen aikana, kun tein laserteknologioihin liittyvää ensimmäistä väitöskirjaa. Tässä ihan muutaman sadan metrin päässä Kupittaalla toimii Turun yliopistosta aikanaan lähtenyt yritys, EOS Finland nykyiseltä nimeltään, jossa on keksitty ja kehitetty maailman yksi käytetyimmistä metallien 3D-tulostustekniikoista.

Tulin käymään Turussa vuonna 2009 tutustumaan tähän yritykseen ja metallien 3D-tulostuteknologia iski päähäni kuin metrinen halko. Tiesin, että tätä haluan tehdä loppuelämäni. Vähän myöhemmin olin samassa yrityksessä hetken töissä, ja 3D-tulostus oli aiheena myös toisessa väitöskirjassani. Ja elokuussa 2021 tulin sitten tänne Turun yliopistoon juuri kun teknillinen tiedekunta oli aloittanut toimintansa.

Mitä haluat edistää omalla tutkimusalallasi tulevaisuudessa, ja miksi se on tärkeää?

Tässä haluaisin nostaa esiin muutamankin asian. Ensimmäinen liittyy alan osaajapulaan ja sen ratkaisemiseen. Konetekniikan alalla on kova osaajapulaa ja nuoria olisi tärkeä saada houkuteltua hakeutumaan alalle. Lisäksi tämä ala on sukupuolijakaumaltaan kovin polarisoitunut, eli vain muutama prosentti aloittavista uusista opiskelijoistamme on naisia. Yksi ongelma on varmastikin se, että monien nuorten mielikuva konetekniikasta sanana ei ehkä ihan vastaa tämän päivän todellisuutta. Jos nuoret saavat paremmin tietää mitä kaikkea meillä oikeasti tehdään, vaikka juuri 3D-tulostuksen ja laserteknologioiden saralla, niin kiinnostus varmasti herää useammalla.

Ja toinen tärkeä asia, mitä haluan edistää tällä alalla, ja josta myös paljon puhun nuorille, on kestävä kehitys. Elämme maailmassa, jossa kaikki käyttämämme asiat pitää jollain tavalla valmistaa. Aamulla heräämisestä ja hampaiden harjaamisesta alkaen olemme koko ajan tekemisissä asioiden kanssa, jotka on tavalla tai toisella valmistettu. Eikä kukaan meistä ole valmis luopumaan arjen eri käyttöesineistä, vaikka näistä puhelimista. Joten on tärkeää luoda entistä kestävämpiä ja ympäristöystävällisempiä valmistusteknologioita. Ja me konetekniikalla voimme sellaisia kehittää.

Kun kiertää lukioissa ja yläkouluissa kertomassa meidän työstä ja näistä kestävistä valmistusteknologioista, niin se yleensä saa monien nuorten kiinnostuksen heräämään.  

Mitä kaikkien pitäisi tietää 3D-tulostamisesta?

Teollisesta 3D-tulostuksesta on todella paljon vääriä käsityksiä, jopa aivan höpöhöpö-väitteitä.

Siitä puhutaan välillä tavalla, joka antaa ymmärtää, että tulevaisuudessa ihan mitä vain voidaan tulostaa napin painalluksella, niin pizzat kuin autotkin, ja kaikki ihmisten ongelmat ratkeavat. Tämä ei todellakaan pidä paikkansa, vaan teollisen 3D-tulostuksen todellinen potentiaali on jossain aivan muualla.  

Realistisempi kuva on, että alalla on aivan valtavasti mahdollisuuksia, sillä tulostettavia materiaaleja on yli 12 000 ja mahdollisia tekniikoita 250. Mutta tästä huolimatta mitä vaan ei kannata eikä voi 3D-tulostaa, vaan on valittava aina tarkoitukseen sopiva ja kannattavin valmistusmenetelmä.

3D-tulostuksella voidaan tehdä asioita, joita ei muuten pystyttäisi tekemään, esimerkiksi monenlaisia virtausteknisesti optimoituja rakenteita, joita voidaan käyttää vaikkapa suodattimissa. Metalleja tulostamalla voimme myös luoda uudenlaisia kevennettyjä, tai luonnonrakenteita mimikoivia rakenteita, esimerkiksi lentokoneissa ja avaruusteknologiassa käytettäviin osiin ja materiaaleihin. Ylipäätään aina kun pitää liikuttaa jotain, oli se sitten suurnopeusmoottori, auto tai lentokone, niin materiaaleissa säästetyillä grammoilla voi olla suuri merkitys säästyvän polttoaineen ja pienenevien hiilidioksidipäästöjen kannalta.

Yhtenä esimerkkinä voisi mainita, että SpaceX:n rakettimoottorien valmistuksessa käytetään metallien 3D-tulostusta, ja heidän Raptor-rakettimottori on vain muutamassa vuodessa saatu merkittävästi pienemmäksi sekä kevyemmäksi juuri tämän tekniikan avulla. Ja kun muistetaan, että yksi käytetyimmistä metallitulostusmenetelmistä on täällä Turussa keksitty, niin se on todella vaikuttavaa. 

Miksi tutkimuksen yleistajuistaminen on sinusta tärkeää? Millä tavoilla itse teet tutkimusta tutuksi kansalaisille?

Teen sitä todella paljon, ja juuri siksi, että hirveän monilla ihmisillä on vääriä käsityksiä esimerkiksi juuri 3D-tulostamisesta. Moni ajattelee, että tämän yleistyminen johtaa muoviroskan määrän räjähdysmäiseen kasvuun, mutta tärkeäähän tässä on juuri kestävyyden lisääminen. Että pystytään optimoimaan entistä pienempiä, kevyempiä ja kestävämpiä rakenteita, niin että teollisuudessa säästyy raaka-aineita ja päästöjä. Ja ihan kaikkea ei kannata tulostaa. On tärkeää, että myös tätä tietoa välitetään ihmisille.

Toinen on alan tekeminen tutuksi ja kiinnostavaksi nuorille. Eri tekniikan ja teollisuuden aloista puhutaan koulussa edelleen hirveän vähän, jolloin nuoria on vaikea innostaa hakeutumaan alalle, vaikka meillä tehdään ihan todella mielenkiintoisia juttuja.

Teknillinen tiedekunta täyttää tänä vuonna 5 vuotta. Millaista on ollut olla mukana rakentamassa uutta tiedekuntaa?

Se oli oikeastaan yksi syy, miksi tänne aikanaan tulin, mahdollisuus päästä rakentamaan jotain kokonaan uutta puhtaalta pöydältä. Ja nämä viisi vuotta ovat olleet aivan mahtavat.

Totta kai siihen on mahtunut myös haasteita, kun uutta tutkimusinfrastruktuuria on pistetty pystyyn. Yllättävää on ollut tämän tiedekunnan kasvun hurja nopeus. Olin kolmas, joka tuli meidän tutkimusryhmään elokuussa 2021, ja nyt meitä on yli neljäkymmentä tekemässä teollisen 3D-tulostuksen tutkimusta. Mutta alusta alkaen on ollut hirveän kiva kannustava vire ja positiivinen tekemisen meininki. Turun seudulla on myös selvästi ollut tälle laajennukselle tarve, ja olemme löytäneet paljon yhteistyöstä kiinnostuneita kumppaneita.

Kerro jokin yllättävä fakta itsestäsi?

Tykkään kissoista, mutta en tiedä, onko se kauhean yllättävä. No voin kertoa, että olen ollut mukana löytämässä 11700 vuotta vanhan kvartsilouhoksen. Harrastan siis intohimoisesti historiaa ja arkeologiaa. Se tunne, kun pidät käsissä näin vanhoja ihmisen tekemiä kappaleita, katsot miten upeita ne ovat ja ajattelet niiden ikää, se on uskomatonta. Esimerkiksi olin mukana löytämässä kvartsista tehdyn poran, johon oli kaiverrettu selvä kierre. Tätä lienee käytetty esimerkiksi nahan lävistämiseen. Stonehengen oletetaan olevan noin 5000 vuotta vanha, ja Egyptin pyramidien noin  4000 vuotta vanhoja, niin sitä on vaikea käsittää, että on ollut löytämässä jotain vielä niin paljon vanhempaa.

Sanonkin aina, että jos tutkii työkseen moderneja juttuja, ja harrastaa jotain todella vanhaa, niin siitähän tulee nolla. Tasapaino säilyy.

Mikä sinua innostaa eniten vapaa-ajallasi?

Ulkoilu ylipäätään ja kaikenlainen luonnossa oleminen. Siihen liittyy yleensä joku motiivi tai projekti juuri historiaan tai arkeologiaan, eli olen aika usein tutkimassa paikkoja ja mietin, että mitä sieltä voisi löytyä.

Tutkin etukäteen karttoja ja mietin, mistä kannattaisi lähteä jotain etsimään. Sen jälkeen vietän pitkiä aikoja maastossa eri paikoilla, ja katselen ympärilleni. Siinä on käytettävä vähän mielikuvitusta ja asetuttava sen aikaisen ihmisen maailmaan, kun miettii, että jos ihminen olisi täällä liikkunut, niin mitähän se olisi tehnyt.

Olin kerran mukana kotikaupungissani Imatralla löytämässä esimerkiksi hyvin vanhaa kulkureittiä, ja samassa yhteydessä löysimme Imatralta eräästä saaresta myös vanhan keihäänkärjen. Kuulun siis harrastelija-arkeologiyhdistykseen. Kvartsilouhos löytyi, kun olin lähtenyt katsomaan aikanaan ollutta vanhaa merenlahtea tai vuonoa, istuin juomassa kahvia kiven päällä ja aloin katsoa vastapäistä kalliota, että tuossa on jotain erikoista.

Mikä on paras muistosi kuluneen viiden vuoden ajalta tiedekunnassa?

Tähän arkeologiaharrastukseeni viitaten voisin nostaa tähän tällaisen henkilökohtaisen huippukokemuksen. Meillä on nyt käynnissä uusi yhteistyöprojekti Satakunnan Museon kanssa, jossa teemme digitaalisia malleja museon muinaisesineistä, jotka sitten myöhemmin tulostetaan 3D-tulostimilla. Meillä oli täällä juuri tuhat vuotta vanha miekka digitoitavana. Vaikka en ehtinyt itse  miekkaa nähdä kuin kuvista, se tuntui uskomattomalta, että saimme jotain niin hienoa mukaan meidän projektiin. Ja ajatus siitä, että joku on sitä aikanaan käyttänyt, pysäyttää.

Ylipäätään se, että olemme saaneet tämän hankkeen, on ihan mahtavaa, kun on nuoresta alkaen niin intohimoisesti harrastanut historiaa ja arkeologiaa. Tämä on itselle pitkäaikaisen unelman täyttymys.