Ville Laitinen

The newest MFG4.0 dissertation reveals the potential of additive manufacturing for facilitating the development of magnetic shape memory alloy actuators

The newest MFG4.0 dissertation reveals the potential of additive manufacturing for facilitating the development of magnetic shape memory alloy actuators

MSc Ville Laitinen will defend his dissertation in the field of Technical Physics at LUT University. His doctoral thesis is titled Laser powder bed fusion for the manufacture of Ni-Mn-Ga magnetic shape memory alloy actuators.

It consists of a series of experimental investigations:  a laser powder bed fusion (L-PBF) additive manufacturing process and a subsequent heat-treatment process were developed for the manufacture of functional polycrystalline Ni-Mn-Ga-based magnetic shape memory (MSM) alloy.

 

Ville Laitinen

Junior Researcher,
LUT University

Image: Laitinen, V., Saren, A., Sozinov, A. and Ullakko, K., 2021. Giant 5.8% magnetic-field-induced strain in additive manufactured Ni-Mn-Ga magnetic shape memory alloy. Scripta Materialia, 208, p.114324.

The findings demonstrate that the chemical composition and resulting MSM-related properties of the L-PBF-built Ni-Mn-Ga can be precisely changed in-situ by adjusting the applied L-PBF process parameters to control the selective evaporation of Mn. A repeatable and fully reversible magnetic-field-induced strain of 5.8% is demonstrated for a single crystalline grain of an L-PBF-built Ni-Mn-Ga.

Practically, the reported results will permit the exploration of polycrystalline-MSM-based devices with a geometric freedom that has thus far been impossible with conventional manufacturing methods.

The results suggest that additive manufacturing can facilitate miniaturization and simplification of electromechanical devices in which traditional mechanisms and piezoelectric materials are impractical.

 

The dissertation will take place  at LUT University on 3rd of December 2021 at 12pm(UTC+2).

The dissertation will take place  at LUT University on 3rd of December 2021 at 12pm(UTC+2).

Opponents:
Professor Inigo Flores Ituarte Tampere University
Professor Ilkka Tittonen Aalto University

Custos:
Professor Kari Ullakko of LUT University

Keywords

additive manufacturing, 4D printing, laser powder bed fusion, Ni-Mn-Ga, magnetic shape memory, magnetic-field-induced strain, twinning

MFG4.0-tutkijat ja -professorit syventämässä yhteistyötä Trenton yliopiston kanssa

LUE ENEMMÄN VIERAILUSTA TÄSTÄ

Maanantaina 6.5. MFG4.0-hankkeen edustajat tutustuivat Trenton yliopiston ingegneria industriale -laitoksen toimintaan Povossa.

Povon vierailulla nähtiin esitykset, jotka keskittyivät LUT-yliopiston toimintaan analytiikan, robotiikan, ma-teriaalia lisäävän valmistuksen sekä materiaalifysiikan aloilla. Esitykset antoivat trentolaisille kuvan MFG4.0-hankkeesta ja erityisesti sen teknis-taloudellisesta osiosta.

LUT-yliopiston esitykset ( WP2,WP3):

Tiistaina 7.5.2019 MFG4.0-hankeen edustajat tutustuivat Roveretossa (noin 30 kilometriä Trentosta) sijaitsevan Polo Meccatronican toimintaan.
Kyseinen yksikkö on keskittynyt erityisesti valmistustekniikan kehittämiseen ja yritysyhteistyössä toteutettavien projektien läpivientiin.

Povoon sijoittuvissa tiloissa sijaitsee suuri osa materiaalitutkimukseen liittyvästä mittauslaitteistoista. Lisäksi rakennukseen on sijoitettu komposiittimateriaalien tutkimus.

Jatkona vierailulle Antti Salminen ja Ville Laitinen saivat kutsut osallistua heinäkuussa 2019 Roveretossa järjestettävään workshoppiin, joka keskittyy materiaalia lisäävään valmistukseen (engl. Additive Manufacturing).

Samalla yliopistojen yhteenlasketun laitekannan ja osaamisen todettiin täydentävän hyvin toisiaan, mikä avaa yhteistyömahdollisuuksia väitöskirjaopiskelija- / tutkijavaihdon kautta.

MFG4.0:n 3D-workshop Savonlinnassa

MFG4.0:n 3D-workshop Savonlinnassa

MFG 4.0 oli esillä Kaakkois-Suomen ammattikorkeakoulun (XAMK) 29.1.2019 Savonlinnassa järjestämässä workshopissa, jossa pyrittiin kartoittamaan materiaalia lisäävään valmistukseen ja 3D-tulostukseen
liittyviä alueellisia kehitystarpeita ja mahdollisuuksia.


LUT-yliopiston nuorempi tutkija Ville Laitinen (WP2) esitti workshopissa teknologiakatsauksen materiaalia lisäävästä valmistuksesta ja 3D-tulostuksesta, keskittyen erityisesti alan nykytilaan ja mahdollisuuksiin valmistavassa teollisuudessa.

Tutkimusvierailu Pittsburghin yliopistosta

Apulaisprofessori Markus Chmielus (University of Pittsburgh) vieraili LUT-yliopiston materiaalify-siikan laboratoriolla Savonlinnassa ja Lappeenrannassa 9.-11.12.2018. Tutkimusvierailun aiheena oli funktionaalisten magneettisten muistimetalliseosten (MSM-älymateriaalit) 4D-tulostus ja materiaalia lisäävä valmistus.