Väitöstutkimus kuroo umpeen teollisuuden osaamistarpeiden ja koulutuksen välistä aukkoa lisäävässä valmistuksessa

Lisäävä valmistus eli 3D-tulostus kasvaa vauhdilla haastamaan perinteisiä teollisia valmistusmenetelmiä. LUT-yliopistossa valmistunut Ari Pikkaraisen konetekniikan alan väitöstutkimus tarkastelee lisäävää valmistusta oppimisen näkökulmasta, ja auttaa vastaamaan teollisuuden kasvaviin osaamistarpeisiin.

Lisäävä valmistus on joillakin aloilla saavuttanut jo niin kutsutun teollisen standardin aseman. Alaan liittyvä tutkimus ja koulutustarjonta on Suomessakin voimakkaassa kasvussa, sillä osaamisen puute jarruttaa vielä suomalaista yrityskenttää tarttumasta eri 3D-tulostuksen tarjoamiin tekniikoihin.

Ari Pikkaraisen LUT-yliopistossa valmistunut väitöstutkimus yhdistää lisäävän valmistuksen tekniikkaa ja pedagogiikkaa, ja tarjoaa työkaluja korkeakoulusektorille. LUT on yksi Suomen johtavista lisäävän valmistuksen tutkimus- ja koulutusyksiköistä.

Väitöskirjatutkija Ari Pikkarainen

"Osaamisen puute ja vaillinainen ymmärrys 3D-tulostuksen mahdollisuuksista ovat pullonkaula yritysten kasvulle tietyillä valmistavan teollisuuden sektoreilla. Yritysten edustajat puhuvat jo selvästä puutteesta lisäävää valmistusta ymmärtävistä työntekijöistä", sanoo Lapin ammattikorkeakoulussa konetekniikan lehtorina työskentelevä Pikkarainen.

Työn ohessa suoritettava DI-ohjelma nosti esiin innostuksen tutkimukseen

Pikkarainen on kasvattanut omaa osaamistaan opiskelemalla ensin työn ohessa suoritettavaksi suunnitellussa LUT-yliopiston konetekniikan DI-ohjelmassa. Hän oli vuonna 2015 käynnistyneen JEDI-ohjelman ensimmäisten opiskelijoiden joukossa. Pikkaraisesta tulee myös ensimmäinen ohjelmasta valmistunut, joka on jatkanut opintojaan tekniikan tohtoriksi saakka.

"Olin jo jonkin aikaa etsinyt työn ohessa suoritettavaa DI-ohjelmaa, sillä halu osaamiseni kehittämiseen oli valtava. Ohjelma oli rakennettu erinomaisesti työssäkäyviä opiskelijoita huomioiden, ja mielestäni LUT oli verkko-opintojen toteutuksessa tuolloin aikaansa edellä", muistelee Pikkarainen.

Konetekniikan DI-ohjelmassa lisäävä valmistus oli vahvasti mukana sisällöissä ja myös tieteellisen tutkimuksen tekeminen alkoi kiinnostaa Pikkaraista. DI-ohjelmassa opettanut professori Heidi Piili huomasi myös opiskelijansa innostuksen tieteeseen ja rohkaisi jatko-opintoihin. 

"Innostuin DI-opintojen aikana julkaisutoiminnasta, vaikka aikaisemmin olin vierastanut ajatusta tutkijan roolista. Heidi sai istutettua minuun ajatuksen, että tieteellinen tutkimus ja konkreettiset menetelmät esimerkiksi omassa opetustyössäni on mahdollista yhdistää. Hänen kanssaan tunnistimme jo tuolloin kasvavan tarpeen kehittää lisäävän valmistuksen koulutusta", sanoo Pikkarainen.

Pikkaraisen väitöskirja rakentui idealle, että valmistuvat amk- ja diplomi-insinöörit voisivat jatkossa viedä lisäävän valmistuksen osaamista mahdollisimman tehokkaasti yrityskentälle.

"Suomalainen teollisuus todellakin kovasti kyselee 3D-tulostuksen osaajien perään, joten alan koulutuksen kehittäminen on kilpailukykykysymys. Uskon, että suomalaisilla korkeakouluilla on myös mahdollisuus erikoistua 3D-tulostuksen kouluttajana, ja viedä jopa tätä osaamista ulkomaille. Suomessa koulutuksen kehittäminen on tunnetusti erittäin korkealuokkaista.", sanoo Heidi Piili.

Tekniikan alan ja lisäävän valmistuksen pedagogiikka on asiantuntijoiden mukaan vielä varsin vähän tutkittu alue.

"Lisäävän valmistuksen ja sen oppimisen erityispiirteet tuntuvat olevan vielä tutkimuksellisesti melko alkutekijöissään, mistä hieman yllätyin. On kuitenkin selvää, että perinteiset menetelmät eivät täysin tue kovaa vauhtia kehittyvän tekniikan oppimista", toteaa Ari Pikkarainen.

Pikkaraisen tutkimuksessa oppimisen ja sitä tukevan opetuksen metodit on viety opetussuunnitelmatasolle saakka. Luontevana sovelluskohteena hänellä itsellään toimii Lapin ammattikorkeakoulun konetekniikan koulutusohjelma,  jossa on mahdollista opiskella jopa 47,5 opintopistettä lisäävästä valmistuksesta kurssien, projektiaiheiden ja opinnäytetyön myötä.

"Tutkimuksessani kehitetyt työkalut soveltuvat koko korkeakoulusektorille, sekä ammattikorkeakouluihin että yliopistoihin", sanoo Pikkarainen.

Jatkuva oppiminen haastaa koulutuksen kehitystyötä

LUT kehittää koulutustaan pitkäjänteisesti vastaamaan työelämän tarpeita, ja jatkuvaa oppimista tukevaa kehitystyötä ohjaavat myös kansalliset tavoitteet korkeakoulukentälle. Ratkaisuja haetaan muun muassa lisäämällä työn ohessa suoritettavia tutkinto-ohjelmista, joiden kysyntä on kasvanut viime vuosina voimakkaasti.

LUTin konetekniikan koulutusohjelma on sitten JEDI-ohjelman käynnistymisen lisännyt tarjontaansa jo useamman työn ohessa suoritettavan DI-ohjelman.

"Koulutuksen kehittäminen on ehkä isossa kuvassa vähän aliarvostettu laji, mutta onneksi asialle vihkiytyneitä asiantuntijoita kuitenkin löytyy", sanoo Heidi Piili, joka viittaa paitsi jatko-opiskeijaansaPikkaraiseen, myös LUTin konetekniikan koulutusohjelmasta vastaavaan Harri Eskeliseen.

Eskelinen on ollut rakentamassa opintopolkuja, joissa DI-tutkinto on mahdollista suorittaa noin kahdessa vuodessa, täysipainoisesta työssäkäynnistä huolimatta.

"Rakennamme opintopolut niin, että urakasta on mahdollista suoriutua. Sitkeyttä ja kovaa motivaatiota näiltä opiskelijoilta toki vaaditaan. Ilahduttaa tietenkin kovasti, että positiivinen kokemus DI-ohjelmasta saa jatkamaan jopa tohtoriksi työn ohessa", sanoo Eskelinen.

Tuore tohtori vahvistaa Eskelisen näkemykset.

"Vaatii kovaa itsekuria pysyä tavoiteajassa, mutta LUT on onnistunut koulutuksen toteutuksessa erinomaisesti. En voi liikaa kiitellä järjestelyjä ja opetus- ja muulta henkilökunnalta saamaani tukea, sekä DI- että tohtoriopintojen aikana", päättää Pikkarainen.

Diplomi-insinööri Ari Pikkaraisen konetekniikan alaan kuuluva väitöskirja Development of learning methodology of additive manufacturing for mechanical engineering students in higher education tarkastetaan 7.7.2021 klo 12 LUT-yliopiston auditoriossa 1316 etäyhteyksin toteutettavassa tilaisuudessa. Vastaväittäjänä toimii Program director DI Dr. Maximilian Lackner, FH Technikum Wien, Itävalta. Kustoksena toimii professori Heidi Piili LUT-yliopistosta.

Linkki väitöstilaisuuden seuraamiseksi etäyhteydellä: https://lut.zoom.us/j/67112299469
Linkki väitöskirjan sähköiseen versioon: http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-335-678-8

Valokuva Ari PIkkaraisesta: Kemin Kuvaamo/Mika Ahonen

Lisätietoja:

Ari Pikkarainen, 050 310 9437, ari.pikkarainen@lapinamk.fi
Heidi Piili, professori, 040 551 0710, heidi.piili@lut.fi
Harri Eskelinen, konetekniikan koulutusohjelmavastaava, 040 197 9280, harri.eskelinen@lut.fi 

Lue seuraavaksi: