Primoceler hitsaa lasia ja tähtää korkealle

Primoceler

Tampereella, vain pienen ajomatkan päässä Teknillisestä yliopistosta ja Hervannan high-tech-pöhinästä sijaitsee yhtiö, joka hitsaa lasia. Mitä ihmettä?

Lasihitsaus kuulostaa omituiselta, mutta tarkemmin ajateltuna se on todella kätevää: laseriin perustuvalla tekniikalla voidaan sulkea esimerkiksi elektroniikkaa hermeettisesti lasikuoren sisään. Tällä on runsaasti sovelluksia muun muassa lääketieteessä ja avaruudessa.

Primoceler-yhtiön takaa paljastuu joukko nuoria miehiä, joiden taustat yhdistävät toisiinsa kaksi maailmaa ja kaksi teknillistä yliopistoa.

Ville Hevonkorpi (kuvassa vas.) on Tampereen teknillisen yliopiston kuuluisan lasereihin erikoistuneen Optoelektroniikan tutkimuskeskuksen alumni ja samoin firman toinen perustaja, nyt laserien maahantuontiin keskittynyt Kimmo Vänni, on opiskellut TTY:lla.

Kolmas pyörä, Antti Määttänen on puolestaan valmistunut Lappeenrannan teknillisen yliopiston Lasertyöstön laboratoriosta.

Tampere oli looginen valinta yhtiön kotipaikaksi pitkäaikaisen laserien tutkimustoiminnan ansiosta sekä lasereihin liittyvällä teollisuusklusterilla.

“Pohdimme aluksi ihan yleisesti mitä laserien alalla voisi tehdä ja millaista uutta liiketoimintaa niiden ympärille voisi kehittää”, selittää Hevonkorpi.

Oli vuosi 2010 ja mietintämyssystä tuli esiin lasin liitostekniikka laserien avulla. Siitä oli tehty tutkimusta yliopistossa ja sen mahdollisuudet tiedettiin, mutta tekniikan kaupallistamista ei kukaan ollut vielä aloittanut.

“Lähdimmekin suomalaisille insinööreille ominaiseen tapaan kehittämään yritystämme aluksi tekniikka edellä, mikä näin jälkikäteen katsottuna oli hieman typerää liiketoiminnan kannalta. Yleensä määritellään ensin ongelma, ja siihen koetetaan keksiä tekninen ratkaisu. Me kehitimme ensin tekniikkaa, ja aloimme etsiä vasta sitten siihen sopivia sovelluksia.”

Hevonkorpi ei kuitenkaan kadu tätä alun vaikeutta, koska ilman ensin tehtyä voimakasta tekniikan kehittämistä ei yhtiö olisi nyt maailman ykkönen alallaan.

Lasia kiinni lasiin, mutta ensin päätä seinään

Primoceler on kehittänyt laitteen, jolla pystytään kiinnittämään lasia lasiin tiiviisti, tarkasti ja siten, että lasi ei käytännössä kuumene lainkaan liitoskohdan ulkopuolella. Menetelmä perustuu siihen, että voimakkaalla laserilla saadaan lasi sulamaan pieneltä alueelta, jolloin toisiinsa kiinnitettävät lasit muuttuvat oikeastaan yhdeksi kiinteäksi kappaleeksi.

Laser sulattaa lasia noin 50 mikrometrin leveydeltä, eli liitoksia voidaan tehdä hyvinkin tarkasti ja pieniin kappaleisiin. Olennaista on myös se, että tuloksena on tiivis liitos.

Perinteisesti lasiosia on kiinnitetty liimoilla tai metallikerroksiin yhdistämällä, mutta näistä liitoksista ei oikeastaan koskaan saada täysin tiiviitä ja kestäviä. Lisäksi liitoskohdat eivät ole milloinkaan optisesti puhtaita ja tarkkoja.

“Koko maailmassa vain me pystymme liittämään lasia lasiin siten, että lasikappaleen sisälle saadaan täysi tyhjiö”, myhäilee Hevonkorpi.

“Keskityimme aluksi siihen, miten pystymme hitsaamaan lasia ja koetimme myydä hitsauslaitteitamme asiakkaille”, selittää Vänni ja jatkaa: “Vasta vähän ajan kuluttua ymmärsimme, että asiakkaamme eivät haluakaan laitteita, vaan koko palvelun lasin sisälle laitettavan osan suunnittelussa. Hitsaus on vain pieni osa tätä kokonaisuutta.”

Lasin hitsauslaitteiston hankkiminen on kokonaisuudessaan jopa pari miljoonaa euroa maksava investointi, kun koulutus, asennus ja käytön aloitus lasketaan mukaan.

“Monikaan ei ollut kiinnostunut ostamaan tätä tuntemattomalta tamperelaisfirmalta, jolla ei ollut paljoa referenssejä”, Hevonkorpi muistelee.

“Nyt ymmärrämme myös sen, että koneen myynti on meillekin suuri riski. Jos asiakas ei osaa heti tehdä sillä hyvää lopputuotetta, niin johtopäätös on luonnollisesti se, että tekniikka on huonoa, vaikka laitteemme toimisi täydellisesti”, sanoo Vänni.

Nyt Primoceler myykin ennen kaikkea palveluitaan, koko lasipaketin suunnittelua ja valmistusta asiakkailleen. Lasin lasiin liittämisen lisäksi yhtiön laitteilla ja osaamisella voidaan kiinnittää nyt myös lasia ja piitä toisiinsa – tästä on suurta iloa elektroniikkaa ja lasia yhdistettäessä.

Primoceler 2

Ihmisen sisälle ja ulos avaruuteen

Lasi on erinomaisen hyvä materiaali moneen tarkoitukseen, koska se läpäisee valoa sekä radioaaltoja, se on kemiallisesti hyvin passiivista (ei reagoi juurikaan happojen tai emästen kanssa) ja on varsin helppo käsitellä.

“Olemme keskittyneet aluksi tuotteisiin, joilta vaaditaan suurta luotettavuutta. Niitä tehdään määrällisesti vähän, mutta niiltä vaaditaan paljon. Tällaisia ovat esimerkiksi implantit ja lääketieteelliset laitteet, joita asennetaan ihmisen sisälle.”

Hevonkorpi luettelee tällaisia laitteita, joita ovat muun muassa ruoansulatuskanavaan laitettavat kamerat ja erilaiset optiset ilmaisimet, jotka mittaavat painetta valon avulla. Ensimmäiset tällaiset on asennettu tämän vuoden alussa ihmisiin; lääketieteessä menee vuosia, ennen kuin uudet ratkaisut hyväksytään ihmiskokeisiin.

“Nyt tällaisia laitteita tehdään usein titaanista, mutta sen ongelmana on se, etteivät radioaallot mene titaanin läpi. Siksi titaanikuoressa on aina muovinen kohta tai sen rinnalla on erillinen osa, jonka kautta laitteen akkua ladataan ja siihen ollaan yhteydessä. Tämä lisää laitteen mutkikkuutta ja läpiviennit ovat aina riskialttiita.”

Radioaallot menevät sen sijaan lasin läpi ongelmitta, mikä yksinkertaistaa laitteita ja myös lisää niiden toiminta-aikaa. Esimerkiksi lasikuorinen sydämentahdistaja voi olla kymmenenkin vuotta ihmisessä; bonuksena se ei aiheuta hälytystä turvatarkastuksessa samaan tapaan kuin titaanikuoriset vastaavat.

Avaruus tuli mukaan kuvaan Euroopan avaruusjärjestö ESA:n teknisessä keskuksessa ESTEC:ssä materiaali- ja komponenttidivisioonan johtajana toimivan Mikko Nikulaisen kautta. Hän huomasi Primoceleristä kertovan jutun lehdessä ja ymmärsi kuinka käyttökelpoista lasihitsaus olisi avaruussovelluksissa.

“Meihin otettiin yhteyttä ESTEC:stä, kerroimme ensin hieman lisää ja menimme sitten paikan päälle esittelemään tekniikkaamme ja tekemisiämme”, Hevonkorpi kertoo.

“Saimme heti sieltä teknologiankehitysprojektin, ja näitä on tullut sen jälkeen kaksi lisää. Lasihitsauksesta on suurta iloa esimerkiksi avaruuteen lähetettävissä optisissa antureissa, koska lasin sisällä ne pysyvät suojattuna niin täällä Maan pinnalla kuin avaruudessakin.”

Nyt kun lasin hitsaaminen piihin onnistuu, voidaan muun muassa kamerakennojakin suojata lasilla yksinkertaisesti ja kevyesti. Tulos on myös paljon luotettavampi kuin perinteisesti kennoja suojaten. Tuorein ESA-hanke liittyykin juuri kameran CMOS-kennon paketointiin.

Primoceler 3

Kohti massatuotantoa

Vaikka avaruuteen eivät hitsatut lasisuojat ole vielä päässeet, on ESA:n kanssa tehty tuotekehitys tuonut Primocelerille suurta apua referenssinä. Osin tämän vuoksi yhtiön toiminta on kasvanut viime aikoina nopeasti, ja meneillään olevasta tilikaudesta on tulossa lähes tuplasti edellistä parempi. Yritys on voinut rahoittaa toimintaansa omilla tuloillaan, ja ESA:n lisäksi tukea on saatu muun muassa Tekesiltä ja Finnveralta.

Nyt Hervannan metsikössä pohditaan, miten muitakin materiaaleja voitaisiin hitsata lasiin kiinni. Esillä ovat myös massatuotantoprojektit, joihin yhtiö ei nykyisellä kapasiteetilla vielä kykene. Naapurissa on kuitenkin paljon vapaata tonttimaata.

“Muun muassa kuluttajille tarkoitetuissa 3D-laitteistoissa käytetään optisia ilmaisimia, laserkeilaimia, joissa tekniikallemme voisi olla käyttöä. Siellä on paljon mahdollisuuksia.”

Massatuotannossa lasikuoren yksi hyvä lisäominaisuus on se, että sen läpi näkee nopeasti mistä laitteesta on kyse. Nyt metallikuoren sisälle kätkettyjä laitteita täytyy usein tutkailla röntgenkuvaamalla, jotta niitä voidaan erottaa toisistaan.

“Suomalaisilla ei ole yleensä tapana kehua omaa osaamistaan, mutta me olemme oikeasti maailman parhaita ja oikeastaan kaikki, mitä teemme, on kotimaista”, Vänni toteaa lopuksi hitsauslaitetta ihaillessamme.

“Tämä on Made in Finland alkaen lasereihin liittyvästä perustutkimuksesta päätyen hitsauslaitteistomme teknisiin ratkaisuihin.”

Teksti ja kuvat: Jari Mäkinen

You may also like...