Managing material flows and improving performance in a component supplier’s internal supply chain

Tämä diplomityö tehtiin osana Componenta Cast Componentsin kolmivuotista toimitusketjujen kehitysprojektia. Työn tavoitteena oli kuvata tyypillinen yrityksen sisäinen toimitusketjuprosessi ja tehdä alustava suorituskykyanalyysi valimon ja konepajan väliseen logistiseen prosessiin liittyen. Tarkoituksena oli myös löytää kehityskohteita materiaali- ja tietovirtojen hallinnassa näiden tuotantoyksiköiden välillä. Logistiikkaan, toimitusketjujen hallintaan ja toimitusketjun suorituskyvyn mittaamiseen liittyvän kirjallisuustutkimuksen sekä käytännön perusteella valittiin sopivat analyysimenetelmät. Näitä menetelmiä hyödynnettiin tilaustoimitus – prosessin kuvaamisessa sekä suorituskyvyn analysoinnissa yrityksen sisäisessä toimitusketjussa. Luonnollisena jatkona kehitettiin ja pantiin käytäntöön toimitusketjua synkronoiva imutyyppinen tuotannon- ja materiaalinohjausmenetelmä. Diplomityöprojektin aikana kehitettiin myös apuvälineet käyttöönotetun menetelmän asianmukaista hyödyntämistä varten. Diplomityöprojektissa otettiin ensimmäiset askeleet kohti integroitua sisäistä toimitusketjua. Uuden tuotannon- ja materiaalinohjausmenetelmän standardisointi muihin menetelmiin yhdistettynä, sekä toimitusketjun avainmittarien jatkokehitys on jo alkanut. Läpimenoaikoja lyhentämällä ja synkronoidun, läpinäkyvän kysyntä-tarjontaketjun avulla integroitumisen astetta voidaan nostaa edelleen. Poikkiorganisatorinen kehitys ja johtaminen toimitusketjussa on avainedellytys menestykseen.

Soft Computing Methods in Metallurgy

In metallurgic plants a high quality metal production is always required. Nowadays soft computing applications are more often used for automation of manufacturing process and quality control instead of mechanical techniques. In this thesis an overview of soft computing methods presents. As an example of soft computing application, an effective model of fuzzy expert system for the automotive quality control of steel degassing process was developed. The purpose of this work is to describe the fuzzy relations as quality hypersurfaces by varying number of linguistic variables and fuzzy sets.

Uusien polyuretaanimateriaalien kehittäminen

Polyuretaanielastomeerit ovat jaksottaisia sekapolymeerejä, jotka muodostuvat vuoroittaisista joustavien ketjujen segmenteistä ja hyvin polaarisista kovista segmenteistä. Kemiallinen rakenne ja ominaisuudet riippuvat käytetyistä reaktiokomponenteista. Pehmeän segmentin muodostaa polyoli ja kovan segmentin muodostaa yleensä di-isosyanaatti ja ketjunjatkaja. Polyuretaanielastomeerien valmistus tapahtuu valamalla, jolloin reaktiokomponentit ovat nestemäisiä. Työssä tutkittiin kahta perusmateriaalia ja yhden lisäaineen vaikutusta niiden ominaisuuksiin. Erityisesti kiinnitettiin huomiota dynaamisiin ja mekaanisiin ominaisuuksiin ja verrattiin aineita keskenään. Käytettyjä karakterisointimenetelmiä olivat kontaktikulmamittaukset, DMTA-mittaukset, dynaaminen rasittaminen pyörityslaitteella, elektronimikroskopia, hydrolyysitesti, vetotesti ja kulutustesti. Tutkittujen materiaalien pääasiallinen käyttökohde on pyörä- tai telapinnoitteena. Työn aikana kehitettiin pyörityslaite, jolla voitiin tutkia pinnoitemateriaalin käyttäytymistä halutuissa rasitusolosuhteissa. Lisäaineen vaikutus dynaamisiin ominaisuuksiin oli negatiivinen tai olematon, sillä DMTA-testien perusteella lisäaine kasvatti materiaalien häviötekijää (tan d). Pyöritystestien perusteella lisäaineella ei ollut vaikutusta hystereesiin eli pinnoitemateriaalin lämpenemiseen testin aikana. Uusi tutkittu materiaali osoittautui dynaamisissa kokeissa paremmaksi kuin vanha tuotantomateriaali. Lisäaine kasvatti molempien tutkittujen aineiden pintaenergiaa kontaktikulmamittausten perusteella. Tuotantoaineen vetomurtolujuus kasvoi lisäaineen vaikutuksesta, mutta uuden aineen vetomurtolujuus pieneni. Lisäaineella oli lievä hydrolyysiltä suojaava vaikutus tutkituilla perusaineilla. Uusi tutkittu perusmateriaali sieti hydrolyysiä paremmin kuin tuotantomateriaali, koska sen valmistuksessa käytettiin polyeetteripolyolia ja tuotantomateriaalissa polyesteripolyolia.

The high-speed induction motor: calculating the effects of solid-rotor material on machine characteristics

A method for the analysis of high-speed solid-rotor induction motors in presented. The analysis is based on a new combination of the three dimensional linear method and the transfer matrix method. Both saturation and finite length effects are taken into account. The active region of the solid rotor is divided into saturated and unsaturated parts. The time dependence is assumed to be sinusoidal and phasor quantities are used in the solution. The method is applied to the calculation of smooth solid rotors manufactured of different materials. Six rotor materials are tested: three construction steels, pure iron, a cobaltiron alloy and an aluminium alloy. The results obtained by the method agree fairly well with the measurement quantities.

Fiber-reinforced Composite as Oral Implant Material. Experimental studies of glass fiber and bioactive glass in vitro and in vivo

Fiber-reinforced composite as oral implant material: Experimental studies of glass fiber and bioactive glass in vitro and in vivo Department of Prosthetic Dentistry and Biomaterials Science, Institute of Dentistry, University of Turku, Turku, Finland 2008. Biocompatibility and mechanical properties are important variables that need to be determined when new materials are considered for medical implants. Special emphasis was placed on these characteristics in the present work, which aimed to investigate the potential of fiber-reinforced composite (FRC) material as an oral implant. Furthermore, the purpose of this study was to explore the effect of bioactive glass (BAG) on osseointegration of FRC implants. The biocompatibility and mechanical properties of FRC implants were studied both in vitro and in vivo. The mechanical properties of the bulk FRC implant were tested with a cantilever bending test, torsional test and push-out test. The biocompatibility was first evaluated with osteoblast cells cultured on FRC substrates. Bone bonding was determined with the mechanical push-out test and histological as well as histomorplanimetric evaluation. Implant surface was characterized with SEM and EDS analysis. The results of these studies showed that FRC implants can withstand the static load values comparably to titanium. Threaded FRC implants had significantly higher push-out strength than the threaded titanium implants. Cell culture study revealed no cytotoxic effect of FRC materials on the osteoblast-like-cells. Addition of BAG particles enhanced cell proliferation and mineralization of the FRC substrates The in vivo study showed that FRC implants can withstand static loading until failure without fracture. The results also suggest that the FRC implant is biocompatible in bone. The biological behavior of FRC was comparable to that of titanium after 4 and 12 weeks of implantation. Furthermore, addition of BAG to FRC implant increases peri-implant osteogenesis and bone maturation.

Non-resorbable glass fibre-reinforced composite with porous surface as bone substitute material: Experimental studies in vitro and in vivo focused on bone-implant interface

The development of load-bearing osseous implant with desired mechanical and surface properties in order to promote incorporation with bone and to eliminate risk of bone resorption and implant failure is a very challenging task. Bone formation and resoption processes depend on the mechanical environment. Certain stress/strain conditions are required to promote new bone growth and to prevent bone mass loss. Conventional metallic implants with high stiffness carry most of the load and the surrounding bone becomes virtually unloaded and inactive. Fibre-reinforced composites offer an interesting alternative to metallic implants, because their mechanical properties can be tailored to be equal to those of bone, by the careful selection of matrix polymer, type of fibres, fibre volume fraction, orientation and length. Successful load transfer at bone-implant interface requires proper fixation between the bone and implant. One promising method to promote fixation is to prepare implants with porous surface. Bone ingrowth into porous surface structure stabilises the system and improves clinical success of the implant. The experimental part of this work was focused on polymethyl methacrylate (PMMA) -based composites with dense load-bearing core and porous surface. Three-dimensionally randomly orientated chopped glass fibres were used to reinforce the composite. A method to fabricate those composites was developed by a solvent treatment technique and some characterisations concerning the functionality of the surface structure were made in vitro and in vivo. Scanning electron microscope observations revealed that the pore size and interconnective porous architecture of the surface layer of the fibre-reinforced composite (FRC) could be optimal for bone ingrowth. Microhardness measurements showed that the solvent treatment did not have an effect on the mechanical properties of the load-bearing core. A push-out test, using dental stone as a bone model material, revealed that short glass fibre-reinforced porous surface layer is strong enough to carry load. Unreacted monomers can cause the chemical necrosis of the tissue, but the levels of leachable resisidual monomers were considerably lower than those found in chemically cured fibre-reinforced dentures and in modified acrylic bone cements. Animal experiments proved that surface porous FRC implant can enhance fixation between bone and FRC. New bone ingrowth into the pores was detected and strong interlocking between bone and the implant was achieved.

Hemicellulose extracted Kraft pulp as a raw material of paper

The transformation of a traditional pulp mill into an integrated forest biorefinery utilizing wood-derived biomass presents a promising opportunity for enterprise revival of the pulp and paper industry by offering new sources of revenue and significantly improved industry profitability. One proposed next generation process step for an integrated forest biorefinery is the extraction of hemicelluloses, allowing the co-production of pulp and ethanol or chemicals. The extraction of hemicelluloses, however, will likely have downstream effects on pulp quality. In the literature survey an overview of the integrated forest biorefinery and possible next generation technologies implementable in such facility were reviewed. Moreover, some hemicellulose extraction methods suitable for the co-production of pulp and hemicellulose products were looked into in more detail. Also, an overview on the significance of pulp’s hemicellulose content on papermaking properties of pulp fibers was made. In the literature it is stated that the hemicellulose content of pulp affects on many papermaking properties of pulp fibers, hornification and paper strength properties in particular. In the experimental part the goal was to investigate what effects alkaline hemicellulose extraction after bleaching has on the papermaking properties of birch Kraft pulp. It was discovered that tested pulps, normal and hemi-poor birch Kraft pulp, were different in many ways regarding to pulp properties. Differences were observed in both physical and chemical characteristics. Furthermore, clear distinctions were seen in tested paper properties, especially in strength properties, between the handsheets made from hemi-poor or normal birch Kraft pulp. Hemi-poor and normal birch Kraft pulps were also compared as a raw material of laboratory made copy paper. Based on this comparison, usage of hemi-poor birch pulp as the raw material of copy paper does not drastically deteriorate its quality.

Henkilökohtainen on poliittista. Neuvottelu politiikan sukupuolittuneesta työnjaosta Annan julkaisemissa poliitikkojen henkilökuvissa vuosina 1975–2005

Henkilökohtainen on poliittista Tutkimuksessa tarkastellaan tiedotusvälineissä käytyä neuvottelua miesten ja naisten mahdollisuuksista osallistua politiikkaan sekä siinä ilmenevää suomalaisen poliittisen julkisuuden muutosta. Tutkimuksen materiaalin muodostavat Anna-lehdessä vuosina 1975–2005 julkaistut 339 poliitikkojen henkilökuvaa, joita eritellään laadullisen tekstianalyysin keinoin. Politiikan sukupuolittunut työnjako Poliitikkojen henkilökuvat ovat Anna-lehdessä olleet henkilöhaastatteluja tai poliitikon haastatteluita yhdessä puolisonsa tai perheensä kanssa. Tutkittuna ajanjaksona Annassa on julkaistu selvästi enemmän naispoliitikkojen kuin miespoliitikkojen henkilökuvia. Poliitikkojen haastatteluissa neuvottellaan siitä, keillä on oikeus toimia politiikassa ja millaista politiikkaa miehet ja naiset voivat tehdä. Vaikka Annassa ilmestyneissä poliitikkojen henkilökuvissa on eri aikoina vastattu näihin kysymyksiin erilaisin tavoin, sukupuolittunut jako miesten yhteiskunnalliseen ja naisten yksityiseen tilaan säilyy teksteissä läpi koko tarkastellun 30 vuoden ajanjakson. Sukupuolittunut jako yhteiskunnalliseen ja yksityiseen ilmenee henkilökuvissa siten, että miehet esitetään toimimassa politiikassa vaivattomasti ja luonnollisesti, mutta naisten kuvataan ponnistelevan sen eteen, että he kykenisivät osallistumaan politiikkaan. Naispoliitikkojen henkilökuvissa toistuva kysymys on, millä edellytyksin tai millaisin rajoituksin naiset ovat voineet toimia politiikassa. Miehet edustavat poliitikon normia ja naiset poikkeusta normista. Poliitikkojen parisuhde- ja perhehaastatteluissa puolestaan käsitellään kysymystä sukupuolten välisestä työnjaosta perheessä. Kirjoituksissa toistuvat kysymykset siitä, millainen tulisi olla poliitikon ja hänen puolisonsa välinen työnjako, tulisiko miespoliitikon vaimon osallistua pyyteettömästi puolison uran tukemiseen tai millä tavoin naispoliitikon puolison tulisi suhtautua vaimonsa aikaa vievään poliittiseen uraan. Naispoliitikkojen haasteita Annan julkaisemat naispoliitikkojen henkilökuvat osoittavat sekä naisten poliittiseen osallistumiseen liittyviä ongelmia että joukon erilaisia ratkaisuja niihin. Naisten ruumiillisuus on näistä haasteista keskeisin. 1970-luvun Annassa ilmestyneissä naispoliitikkojen haastatteluissa käsiteltiin toistuvasti sitä, millä tavoin politiikassa työskentelevät naiset pukeutuvat, syövät ja lepäävät. 1980-luvulla Anna pyrki tekemään naisruumiista voimavaran osoittamalla, että naisten ”luonteva” taipumus hoivaamiseen teki heistä erityisen sopivia politiikan ”pehmeiden” asioiden puolestapuhujina, kuten rauhantyön ja sosiaalisektorin asioiden hoitajina. 1980-luvun lopussa ja 1990-luvun alussa julkaistuissa teksteissä luotiin naisten poliittista yhteisöllisyyttä korostamalla heidän kokemaansa ruumiillisuuteen perustuvaa sortoa, esimerkiksi ulkonäköön liittyviä epäasiallisia huomautuksia. 2000-luvulla naispoliitikkojen henkilökuvissa vakuutettiin, että naisen ikääntyminen ei heikennä hänen kykyään tehdä politiikkaa. Samana aikakautena julkaistuissa nuorehkojen naispoliitikkojen henkilökuvissa ruumiillisuuteen otettiin toinen näkökulma. Niissä naisruumiin väitetty sopimattomuus poliittiseen työhön ratkaistiin korostamalla, että haastatellut naiset kontrolloivat ruumistaan täydellisesti. Toinen naispoliitikkojen poliittista osallistumista uhkaavana tai häiritsevänä esitetty seikka Annassa on ollut yksityiselämä. Lehden mukaan kodin, puolison ja lasten yhdistäminen menestyksekkääseen poliittiseen uraan on ollut erityisen vaikeaa. 1980-luvun loppuun saakka henkilökuviin rakennettiin asetelma, jossa naispoliitikkojen tuli valita työn tai perheen välillä. Vuosituhannen taitteessa Anna otti yksityiselämän ja julkisen elämän väliseen ristiriitaan uuden näkökulman: lehti alkoi esittää, että lapset ovat naispoliitikkojen työelämän voimavara. Kirjoitusten mukaan tehokkaat nuoret naispoliitikot kykenivät halutessaan olemaan sekä ”pullantuoksuisia” äitejä että menestyviä poliitikkoja. Samalla kirjoitukset kuitenkin epäsuorasti osoittivat, ettei yksityisen ja julkisen elämän ristiriita kadonnut naispoliitikkojen kuvauksista: se vain muutti muotoaan ja sai uuden ratkaisun. Miespoliitikkojen luontevana esitetty asiantuntemus Annassa julkaistut miespoliitikkojen haastattelut ovat läpi tutkitun ajanjakson uusintaneet mielikuvaa yhteiskunnallisesta tilasta miehille luontaisesti sopivana ympäristönä. Niissä puhutaan politiikasta ikään kuin se olisi ainoastaan miesten hallitsema elämänpiiri. Poliitikka näyttäytyy miesten välisen kamppailun ja veljeyden kenttänä. Henkilökuvissa miespoliitikot pyrkivät kukistamaan vastustajansa, mutta samalla menestys miesten maailmassa edellyttää muiden miesten hyväksyntää. Henkilökuvissa rakennetaan vahvasti käsitystä miespoliitikoista yhteiskunnallisina asiantuntijoina. Kirjoituksissa heille annetaan tilaa ja mahdollisuuden käsitellä ajankohtaisia poliittisia ongelmia, kuten esimerkiksi terveydenhuollon tilaa tai yleissivistyksen tasoa Suomessa. Ero Annan julkaisemiin naispoliitikkojen haastatteluihin on selvä. Niiden joukossa vuosina 1975–2005 ei ole sellaisia kirjoituksia, joissa naispoliitikolla olisi itsestäänselvästi asiantuntemusta tai arvovaltaa käsitellä koko kansakuntaa askarruttavia yhteiskunnallisia kysymyksiä. Henkilökohtainen on poliittista Annan julkaisemat poliittikkojen henkilökuvat osoittavat, millä tavoin henkilökohtaisiksi mielletyt asiat ovat muuttuneet poliittisiksi. Kärjistäen voi sanoa, että 1970-luvun puolivälissä Suomessa oli vallalla mielikuva, jossa vastakkain asettuivat miesten politiikka ja naisten yksityiselämä. Kolmessakymmenessä vuodessa tilanne on muuttunut. 1980-luvun alussa Anna argumentoi, että naisten kokemus arkielämästä ja lasten kasvattamisesta antoi heille sellaista asiantuntemusta, jota tulisi hyödyntää myös politiikassa. Annan mukaan miesten hallitseva asema politiikassa oli johtanut tilanteeseen, jossa huomattava osa kansasta ei saanut ääntään politiikassa kuuluviin. 2000-luvulle tultaessa on mahdollista nähdä, että politiikkaan on muodostunut naisille sopivana nähty toiminnan sektori, johon kuuluvat esimerkiksi sosiaali- ja terveydenhuolto, opetus-, ympäristö- ja kulttuuripolitiikka sekä kansainvälinen kehitysyhteistyö. Verrattuna 1970-luvun puolivälin tilanteeseen naiset osallistuvat luontevasti huomattavaan osaan suomalaista politiikkaa. Sukupuolittunut yhteiskunnallinen jakolinja ei kulje enää politiikan ja yksityiselämän välillä, vaan politiikan sisällä. Samalla käsitys politiikasta on muuttunut. Hyvinvointivaltion ja valtion sosiaalisektoriin liittyvien vastuiden laajentuminen on johtanut tilanteeseen, jossa naisille sopiviksi miellettyjen poliittisten osaamisalueiden määrä on kasvanut. On myös puhuttu politiikan intimisaatiosta, jolla tarkoitetaan, että valtioiden poliittisen toiminnan piiri on tullut yhä lähemmäs ihmisten henkilökohtaista elämää. Naisten aikaisempaa laajempi poliittinen osallistuminen ei olisi ollut mahdollista ilman keskustelua aiheista, jotka koetaan hyvin henkilökohtaisiksi: ruumiin ja politiikan suhteesta, yksityiselämän ja julkisen elämän suhteesta tai arkielämän kokemusten suhteesta poliittiseen osallistumiseen. Näin henkilökohtainen ja poliittinen ovat olleet jatkuvassa vuorovaikutuksessa keskenään. Annan henkilökuvat kertovat muutoksesta, jossa yksityiselämän tapahtumat ovat tulleet kiinteäksi osaksi politiikan julkisuutta. Yksityiselämän julkisuus on ollut poliitikoille sekä mahdollisuus että haaste. Yhtäältä yksityiselämän julkisuus on tarjonnut miespoliitikoille oivallisen keinon tuoda esille henkilökohtaisensa elämänsä myönteisiä puolia, esimerkiksi omistautumista perheelle. Naispoliitikoille yksityiselämän tuleminen julkiseksi on tarjonnut keinon haastaa ja kyseenalaistaa niitä arvoja, joiden mukaan nainen ei voi onnistuneesti yhdistää menestystä työ- ja perhe-elämässä. Samalla poliittisen julkisuuden muutos on merkinnyt sitä, että yksityiselämästä on tullut poliitikoille myös rasite. Julkisuudessa ei tehdä selkeää rajaa yksityisen ja julkisen elämän välillä, vaan henkilökohtaisen elämän valinnoista ja tapahtumista on tullut erottamaton osa poliitikkojen julkisuuskuvaa. Annan julkaisemien poliitikkojen henkilökuvien analyysi osoittaa, että poliitikot symboloivat yhteiskunnallisia arvoja ja asenteita. Poliitikot eivät ole vain ihmisiä ansioineen ja puutteineen, vaan heidän saamansa julkisuuden kautta keskustellaan suuremmista yhteiskunnallisista kysymyksistä, kuten naisten oikeudesta osallistua politiikkaa tai sukupuolten välisestä työnjaosta yhteiskunnassa. Annassa ilmestyneet poliitikkojen henkilökuvat ovat olleet osa prosessia, jossa suomalainen sukupuolittunut työnjako on neuvoteltu merkittävältä osaltaan uuteen muotoon. Naiset ovat saaneet vastuulleen olennaisen osan suomalaista politiikkaa samalla kun politiikan sisältö on myös muuttunut. Julkisuudessa näkyvien poliitikkojen henkilökohtaisen elämän valinnat asettuvat kontekstiinsa osana neuvotteluprosessia, jossa mietitään ja kyseenlaistetaan yhteiskunnallisia arvoja ja asenteita. Tässäkin mielessä henkilökohtaisesta on tullut poliittista.

Effects of Silica Based Biomaterials on Bone Marrow Derived Cells - Material Aspects of Bone Regeneration

Silica based biomaterials, such as melt-derived bioactive glasses and sol-gel glasses, have been used for a long time in bone healing applications because of their ability to form hydroxyapatite and to stimulate stem cell proliferation and differentiation. In this study, bone marrow derived cells were cultured with bioactive glass and sol-gel silica, and seeded into porous polymer composite scaffolds that were then implanted femorally and subcutaneously in rats to monitor their migration inside host tissue. Bone marrow derived cells were also injected intraperitoneally. Transplanted cells migrated to various tissues inside the host, including the lung, liver spleen, thymus and bone marrow. The method of transplantation affected the time frame of cell migration, with intraperitoneal injection being the fastest and femoral implantation the slowest, but not the target tissues of migration. Transplanted donor cells had a limited lifetime in the host and were later eliminated from all tested tissues. Bioactive glass, however, affected the implanted cells negatively. When it was present in the scaffold no donor cells were found in any of the tested host tissues. Bioactive glass S53P4 was found to support both osteoblastic and osteoclastic phenotype of bone marrow derived cells, but it was resistant to the resorbing effect of osteoclastic bone marrow derived cells, showing that bioactive glass is rather dissolved through physicochemical reactions than resorbed by cells. Fast-dissolving silica sol gel in microparticulate form was found to increase collagen formation by bone marrow derived cells, while slow dissolving silica microparticles enhanced their proliferation, suggesting that the dissolution rate of silica controls the response of bone marrow derived cells.

Wood as a model material for medical biomaterials. In vivo and in vitro studies with bone and Betula pubescens Ehrh

Novel biomaterials are needed to fill the demand of tailored bone substitutes required by an ever‐expanding array of surgical procedures and techniques. Wood, a natural fiber composite, modified with heat treatment to alter its composition, may provide a novel approach to the further development of hierarchically structured biomaterials. The suitability of wood as a model biomaterial as well as the effects of heat treatment on the osteoconductivity of wood was studied by placing untreated and heat‐treated (at 220 C , 200 degrees and 140 degrees for 2 h) birch implants (size 4 x 7mm) into drill cavities in the distal femur of rabbits. The follow‐up period was 4, 8 and 20 weeks in all in vivo experiments. The flexural properties of wood as well as dimensional changes and hydroxyl apatite formation on the surface of wood (untreated, 140 degrees C and 200 degrees C heat‐treated wood) were tested using 3‐point bending and compression tests and immersion in simulated body fluid. The effect of premeasurement grinding and the effect of heat treatment on the surface roughness and contour of wood were tested with contact stylus and non‐contact profilometry. The effects of heat treatment of wood on its interactions with biological fluids was assessed using two different test media and real human blood in liquid penetration tests. The results of the in vivo experiments showed implanted wood to be well tolerated, with no implants rejected due to foreign body reactions. Heat treatment had significant effects on the biocompatibility of wood, allowing host bone to grow into tight contact with the implant, with occasional bone ingrowth into the channels of the wood implant. The results of the liquid immersion experiments showed hydroxyl apatite formation only in the most extensively heat‐treated wood specimens, which supported the results of the in vivo experiments. Parallel conclusions could be drawn based on the results of the liquid penetration test where human blood had the most favorable interaction with the most extensively heat‐treated wood of the compared materials (untreated, 140 degrees C and 200 degrees C heat‐treated wood). The increasing biocompatibility was inferred to result mainly from changes in the chemical composition of wood induced by the heat treatment, namely the altered arrangement and concentrations of functional chemical groups. However, the influence of microscopic changes in the cell walls, surface roughness and contour cannot be totally excluded. The heat treatment was hypothesized to produce a functional change in the liquid distribution within wood, which could have biological relevance. It was concluded that the highly evolved hierarchical anatomy of wood could yield information for the future development of bulk bone substitutes according to the ideology of bioinspiration. Furthermore, the results of the biomechanical tests established that heat treatment alters various biologically relevant mechanical properties of wood, thus expanding the possibilities of wood as a model material, which could include e.g. scaffold applications, bulk bone applications and serving as a tool for both mechanical testing and for further development of synthetic fiber reinforced composites.

Spectrometrical Monitoring of Laser Sintering Process of Ceramic Material

This thesis is done as a part of project called FuncMama that is a project between Technical Research Centre of Finland (VTT), Oulu University (OY), Lappeenranta University of Technology (LUT) and Finnish industrial partners. Main goal of the project is to manufacture electric and mechanical components from mixed materials using laser sintering. Aim of this study was to create laser sintered pieces from ceramic material and monitor the sintering event by using spectrometer. Spectrometer is a device which is capable to record intensity of different wavelengths in relation with time. In this study the monitoring of laser sintering was captured with the equipment which consists of Ocean Optics spectrometer, optical fiber and optical lens (detector head). Light from the sintering process hit first to the lens system which guides the light in to the optical fibre. Optical fibre transmits the light from the sintering process to the spectrometer where wavelengths intensity level information is detected. The optical lens of the spectrometer was rigidly set and did not move along with the laser beam. Data which was collected with spectrometer from the laser sintering process was converted with Excel spreadsheet program for result’s evaluation. Laser equipment used was IPG Photonics pulse fibre laser. Laser parameters were kept mainly constant during experimental part and only sintering speed was changed. That way it was possible to find differences in the monitoring results without fear of too many parameters mixing together and affecting to the conclusions. Parts which were sintered had one layer and size of 5 x 5 mm. Material was CT2000 – tape manufactured by Heraeus which was later on post processed to powder. Monitoring of different sintering speeds was tested by using CT2000 reference powder. Moreover tests how different materials effect to the process monitoring were done by adding foreign powder Du Pont 951 which had suffered in re-grinding and which was more reactive than CT2000. By adding foreign material it simulates situation where two materials are accidently mixed together and it was studied if that can be seen with the spectrometer. It was concluded in this study that with the spectrometer it is possible to detect changes between different laser sintering speeds. When the sintering speed is lowered the intensity level of light is higher from the process. This is a result of higher temperature at the sintering spot and that can be noticed with the spectrometer. That indicates it could be possible to use spectrometer as a tool for process observation and support the idea of having system that can help setting up the process parameter window. Also important conclusion was how well the adding of foreign material could be seen with the spectrometer. When second material was added a significant intensity level raise could be noticed in that part where foreign material was mixed. That indicates it is possible to see if there are any variations in the material or if there are more materials mixed together. Spectrometric monitoring of laser sintering could be useful tool for process window observation and temperature controlling of the sintering process. For example if the process window for specific material is experimentally determined to get wanted properties and satisfying sintering speed. It is possible if the data is constantly recorded that the results can show faults in the part texture between layers. Changes between the monitoring data and the experimentally determined values can then indicate changes in the material being generated by material faults or by wrong process parameters. The results of this study show that spectrometer could be one possible tool for monitoring. But to get in that point where this all can be made possible much more researching is needed.

Nuorten johtajien johtamiskäytänteet asiantuntijaorganisaatioissa

Johtajasukupolvet ovat vaihtumassa ja tulevaisuudessa tarvitaan yhä useampia nuoria johtajia täyttämään johtajien paikkoja. Tämä tutkimus osallistuu nuorista johtajista ja tällä hetkellä työelämässä olevasta nuorimmasta sukupolvesta käytävään tieteelliseen ja yhteiskunnalliseen keskusteluun. Tutkimuksen tavoitteena on kuvata ja ymmärtää nuorten johtajien johtamiskäytänteitä asiantuntijaorganisaatioissa. Tutkimuksen on luonteeltaan kvalitatiivinen ja sen pääasiallinen aineisto koostuu kymmenen nuoren johtajan haastatteluista. Tutkimuksen mukaan nuoret johtajat ovat eettisiä ja autenttisia johtajia, jotka arvostavat johtamisessaan yhä enemmän niin sanottuja pehmeitä arvoja, kuten oikeudenmukaisuutta, avoimuutta, ihmisten kehittämistä, kuuntelutaitoa ja muiden huomioon ottamista sekä kykyä inspiroida. Nuoren johtajan tapa johtaa on valmentavaa ja esimerkillä johtamista, joka perustuu ennen kaikkea valtuuttamiselle ja yhteistyölle alaisten kanssa.

Erikoispuristimen kehitys liikkuvalle raaka-ainerainalle

Tutkimuksen tavoitteena oli kehittää Lappeenrannan teknilliselle yliopistolle nopeasti ja ketterästi liikkuva, lävistyksiä ja muovauksia tekevä puristin. Laitteisto on tarkoitus liittää osaksi tuotantolinjaa, jossa suulakepuristin eli ekstruuderi tuottaa pehmeä, ei-metallista materiaalia katkeamattomasti. Teoriaosuudessa esitellään vaihtoehdot puristimen, ohjauksen, työkalun ja liikutuslaitteiston osalta. Empiriaosuudessa suoritetaan laitteiston eri komponenttien valinta hinnan, nopeuden, kestävyyden, käytettävyyden ja koon perusteella. Tutkimuksen lopussa arvioidaan laitteistokokonaisuuden nopeutta suulakepuristimen tuotaman materiaalin maksiminopeuteen. Laitteiston nopeuden rajoittavana tekijänä toimii puristimen iskunopeus, jonka perusteella suulakepuristimen tuottaman materiaalin etenemisnopeus joudutaan pudottamaan hieman alle puoleen tavoitteena olleesta nopeudesta. Laitteiston kestävyyden heikon kohta on työstöä tekevien komponenttien liikuttamiseen tarkoitettu laitteisto. Puristuslaitteistoa on tarkoitus käyttää kahdeksan tuntia päivässä, viitenä päivänä viikossa, 52 viikkoa vuodessa. Näiden käyttötietojen perusteella koko laitteiston käyttöikä on useita vuosia.

Generation and Characterization of Knockout Mice and Analysis of Patient Material Demonstrates a Role for Tissue Inhibitor of Metalloproteinases 4 (Timp4) in the Cardiovascular System and Tumor Metastasis

This thesis focuses on tissue inhibitor of metalloproteinases 4 (TIMP4) which is the newest member of a small gene and protein family of four closely related endogenous inhibitors of extracellular matrix (ECM) degrading enzymes. Existing data on TIMP4 suggested that it exhibits a more restricted expression pattern than the other TIMPs with high expression levels in heart, brain, ovary and skeletal muscle. These observations and the fact that the ECM is of special importance to provide the cardiovascular system with structural strength combined with elasticity and distensibility, prompted the present molecular biologic investigation on TIMP4. In the first part of the study the murine Timp4 gene was cloned and characterized in detail. The structure of murine Timp4 genomic locus resembles that in other species and of the other Timps. The highest Timp4 expression was detected in heart, ovary and brain. As the expression pattern of Timp4 gives only limited information about its role in physiology and pathology, Timp4 knockout mice were generated next. The analysis of Timp4 knockout mice revealed that Timp4 deficiency has no obvious effect on the development, growth or fertility of mice. Therefore, Timp4 deficient mice were challenged using available cardiovascular models, i.e. experimental cardiac pressure overload and myocardial infarction. In the former model, Timp4 deficiency was found to be compensated by Timp2 overexpression, whereas in the myocardial infarct model, Timp4 deficiency resulted in increased mortality due to increased susceptibility for cardiac rupture. In the wound healing model, Timp4 deficiency was shown to result in transient retardation of re-epithelialization of cutaneous wounds. Melanoma tumor growth was similar in Timp4 deficient and control mice. Despite of this, lung metastasis of melanoma cells was significantly increased in Timp4 null mice. In an attempt to translate the current findings to patient material, TIMP4 expression was studied in human specimens representing different inflammatory cardiovascular pathologies, i.e. giant cell arteritis, atherosclerotic coronary arteries and heart allografts exhibiting signs of chronic rejection. The results showed that cardiovascular expression of TIMP4 is elevated particularly in areas exhibiting inflammation. The results of the present studies suggest that TIMP4 has a special role in the regulation of tissue repair processes in the heart, and also in healing wounds and metastases. Furthermore, evidence is provided suggesting the usefulness of TIMP4 as a novel systemic marker for vascular inflammation.