Teorem för mekaniska skogsindustrin:
Mer kunnande ger högre kilopris

De stora skogsbolagen har satsat mer på storskalighet och bulkvaror än optimal resursanvändning och kunskapsintensiva produkter. Bulkvaror betyder tuff internationell priskonkurrens och konjunkturkänslighet. Höjd förädlingsgrad och innovativa produktegenskaper skapar mervärde och säkrar fortsatt produktion härhemma, säger professor Tuija Vihavainen vid VTT.

Skog är en förnybar resurs. Det är också träkunnandet, men bara som resultat av en medveten ansträngning. De historiskt mest självklara produkterna börjar ha det trångt på världsmarknaden i konkurrens med andra material och produkter från länder med lägre tillverknings- och transportkostnader. Att välja vapen på motståndarens villkor ger ett självförverkligande underläge.
Forskning genererar ny kunskap, men denna kan omvandlas till konkurrenskraft bara genom att tillämpas. Språnget från idé till marknadsklart koncept kräver muskler och attityd. Att förälska sig i invanda verksamhetsmodeller är att köra med blicken i backspegeln.
"Två problem hämmar idag den mekaniska skogsindustrins uppgradering", säger Tuija Vihavainen. "Den modesta satsningen på trägrundforskning, och den försummade vidareförädlingen."

Enat träkunnande
Tuija Vihavainen är forskningsprofessor vid VTT Bygg och transport och ställföreträdare för enhetens branschdirektör. Hon är botaniker, fil.lic. från Helsingfors universitet, och knöts till VTT 1967. Vihavainen är i dag ett av de tyngsta namnen inom träforskning och träteknologi, nationellt och internationellt, och promoveras i maj till hedersdoktor vid Tekniska högskolan (i gott sällskap av bland annat sociologigurun Manuel Castells och bergsrådet Jukka Härmälä).
Tuija Vihavainen är en av initiativtagarna till Otawood, en virtuell samarbetsorganisation grundad 1996 (se ruta på vidstående sida).
"Otawood har samlat VTT:s och Tekniska högskolans träteknologiska forskning och undervisning under ett gemensamt paraply och gett synergieffekter och bättre utnyttjande av de olika enheternas resurser och kunnande", säger hon.
En ledningsgrupp på åtta representanter för VTT och Tekniska högskolan svarar för den strategiska planeringen av forskningens tyngdpunktsområden, specialisering, arbetsfördelning och samarbete. Fältarbetet sker inom ramen för forsknings- och utvecklingsprojekt ­ självfinansierade, eller som uppdrag för företag. Tekes och Finlands Akademi har finansierat en del av projekten.

Värmeträ gammal idé?
Otawood-initiativet har genererat mångsidigt nytt träkunnande:
"Nya forskningsrön, ny teknologi och nya produktkoncept ­ som i många fall utvecklas till kommersiella produkter. Då blir innovationerna uppdrag för företagen ­ och konfidentiella."
Värmeträ, trä som genom upphettning getts nya egenskaper, bland annat bättre biologisk hållfasthet (se Forum 6/01), och nu framställs av flera tillverkare, var ursprungligen frukten av ett självfinansierat projekt vid VTT i slutet av 1980-talet. VTT och Suomen Puututkimus Oy ansökte och fick Tekes-anslag för att undersöka värmebehandling av trä, och utveckla metoden till en industriell process. Uppfinningen patenterades av VTT och licensieras via Licentia Oy, VTT:s, Tekniska högskolans och Sitras gemensamma företag för kommersialisering av teknologiska innovationer.
"Vår upptäckt baserade sig på en tillräckligt enkel, billig och industrialiserbar värmebehandlingsmetod och -anläggning. Då vi publicerat våra forskningsrön började flera innovativa småföretag också experimentera med värmebehandling, men eftersom vi hade utvecklat och patenterat tekniken kan VTT täcka en del av patenterings- och forskningskostnaderna med licensintäkter. Intresset för värmebehandlat trä spred sig snabbt, inte minst för att metoden är giftfri och ekologiskt rumsren. I Mellaneuropa har man nu utvecklat alternativa metoder, som står inför kommersialisering."
Vihavainen konstaterar att många innovationer har tidiga förebilder: redan våra förfäder brukade hålla den ända av höstören som skulle stickas i marken en stund i elden, för att träet inte skulle ruttna så snabbt i jorden.

Rötter i skogen
Efter Otawoods start har ett träkunnandets nätverk skapats i anslutning till inrikesministeriets kunskapscentraler i syfte att utveckla och koordinera regionalt träkunnande, oftast i samverkan mellan högskolor, yrkeshögskolor, lokala företag och vetenskapsparker. Vihavainen välkomnar denna utveckling.
"Att slå vakt om och utveckla träkunnandet är angeläget både nationellt och lokalt. Skogen är fortfarande en viktig resurs och näringsgren. Finland står idag på tre ben, skog, metall och ICT, men skogen har ju i tiden varit huvudnäringen. Den finländska metallindustrins utveckling har långt handlat om maskiner för skogsindustrin, och idag är samarbetet mellan träkluster och metallkluster tätt. Jag tror att skogens och träets betydelse ännu länge kommer att vara central för oss."
Jämfört med metallindustrin erbjuder skogsindustrins vidareförädling ännu en delvis outnyttjad potential. Vihavainen menar att de stora skogsbolagen fastnat i efterfrågefällan ­ sågvirke, skivor ­ och i många fall är obenägna att söka nya koncept så länge det går att leva på de gamla.
"Det är vanligen små, innovativa företag som är först med att satsa på nya koncept och smartare produkter med nischpotential ­ kunskapsprodukter med mervärde som kan säljas till högre pris. Men små företag kan ha otillräckliga resurser för framgångsrik kommersialisering. Målinriktad vidareförädling är ett måste om vi vill hålla kvar tillverkning i Finland. Lyckligtvis har intresset inom större företag ­ samt samarbete mellan stora och små företag ­ ökat de senaste åren."

Kunskapsöverföring svår
Vägen från en ny idé till kommersialisering är lång inom den mekaniska skogsindustrin, säger Vihavainen. En jämförelse med den snabbrörliga IT-sektorn är orättvis: omställningar inom IT-produktion är enklare och billigare, medan investeringskostnaderna inom skogsindustrin är betydande. Tröskeln för investeringsbeslut är hög, och förändringstakten långsam. En osäkerhetsfaktor är också att höjd förädlingsgrad eller ett genom utvecklingsansträngningar skapat mervärde kan höja produktens eller tjänstens pris över användarnas smärtgräns.
För Otawood och andra kunskapskluster som samarbetar med industrin är utmaningen att utveckla träbehandlings- och -användningsmetoder som är enkla, billiga, energisnåla och ekologiskt rumsrena. Miljökriterierna har blivit avgörande säljargument inom hela spektret av skogsindustri. Men förändringsprocesser är komplexa helheter som inte kan levereras enligt turn-key-princip.
"Nya produkter kan utvecklas i laboratorieskala, men det är svårt att i labb utveckla metoder för tillverkning i industriell skala. Implementeringen måste ske hos företaget, och förutsätter inte bara teknisk beredskap utan också entusiasm och engagemang hos dem som ska göra det. Teknologiöverföring är förhållandevis lätt på 'prylnivå', hårdtekniknivå, men definitivt jobbig då det gäller kunskapsöverföring. En del av det nya är alltid tyst kunskap ­ svår att identifiera, svår att ta emot."

Optimal resursanvändning
Då man täljer en sticka blir det en massa spånor. Då stock sågas blir bara hälften sågvirke, resten i bästa fall cellulosa eller flis. Då sågvirket levereras till en fönsterfabrik blir hälften av virket fönsterbågar, resten försöker man utnyttja för biprodukter. Spill och biprodukter försämrar produktionsekonomin.
Genom att analysera denna värdekedja får man bättre faktabas för att göra optimala materialval, utnyttja biprodukterna kostnadseffektivt och skapa mervärde i hela råvarukedjan. Här finns pengar att hämta, hävdar Vihavainen.
"Materialvalet borde göras redan då man i skogen väljer de träd som ska fällas. Vid VTT har vi utvecklat program för styrning och optimering av träförädling. Principen är att man utgår från produkten och matchar mot skogstillgångarna hurdana råvaror man behöver för en optimal produktionsportfölj. Valet av rätt del av trädet ger både bättre produkter och mindre 'spill' om man i planeringsskedet öronmärker olika materialkategorier för optimal användning i produkter med hög förädlingsgrad och egenskaper konsumenten är villig att betala för."
Här behövs effektiverad tillämpning av existerande datateknik.
"Vi har utvecklat system för att registrera ackumulerande data under förädlingsprocessen. Då trädet fälls i skogen registreras växtplatsen, vad trädet har 'ätit' och så vidare. Denna information finns med då trädet kommer till sågen, och registreras inför sågningen. Men där bryts datakedjan; då det sågade virket går vidare till snickerifabriken har ursprungsdata raderats ­ med är nu endast data från sågfasen. Det är i princip fullt möjligt att obrutet ackumulera denna datafil så att trädets kompletta historia finns med då den färdiga produkten levereras ­ med foto av dungen där trädet vuxit! Jag tror att denna information skulle ge slutprodukten ett viktigt mervärde, inte minst miljöfaktamässigt, och en konkurrensfördel på exportmarknader. Men självklart skulle detta 'hälsopass' också ge viktiga indikationer för materialval och träets optimala lämplighet som råvara."

Modifiering, engineering
Professor Vihavainen konstaterar att trä har en naturlig goodwill som ekologiskt, 'naturligt' material, en positiv värdeladdning som står utanför design och tillförda produktegenskaper. Trä kan artificiellt ges nya, bättre egenskaper för specifika användningsändamål. Ett fokusområde som VTT valt är modifiering av trä.
"Vi har forskat mycket i hur trä kan göras hållfastare, biologiskt starkare, styvare, och mindre benäget att svälla vid fukt. Genom exempelvis kemisk, tryck- eller temperaturbehandling kan man fixera träets form- och andra egenskaper. Några sådana koncept är redan patenterade och står inför kommersialisering. Exempelvis Kontiotuote Oy i Pudasjärvi (se ruta till höger) har tillverkat på en VTT-innovation baserat 'pressträ', trä som sammanpressats under stockarnas torkningsfas. Behandlad stock tål större belastning än konventionell stock och spjälks inte lika lätt."
Ett förädlingskoncept är wood engineering, trämaterial som är uppbyggt av olika element i träet. Fanér och spånskiva är exempel på wood engineering: i dessa är träelementen ordnade på ett annat sätt än i det naturliga trädet, men materialet är ändå 'trä'.
"Speciellt i USA har man satsat på wood engineering, och materialinnovationerna har genererat en helt ny industri med produkter som exempelvis 'sågvirke' framställt av hoplimmade ultratunna lameller ­ som fanér, men med fibrerna likriktade. Och medan den klassiska spånskivan är gjord av fint sågspån, finns idag spånskivor av lövstora ihoplimmade träspånor i ordnade eller kaotiska mönster och med fördelen att kanten inte smulas sönder då skivan sågas. Dessutom experimenterar wood engineering med mixade material: trä och polymerfiber för 'plastträ' som är omtyckt för trädgårdsmöbler, solterasser och ytterväggar. Och med trä- och textilfibrer för inrednings- och möbeltillämpningar. De nya materialen visar vägen till fördomsfria sätt att till fullo utnyttja träets olika delar och skapa mervärde ur råmaterialet."

Visioner och visdomar
Skogsindustrin lanserade för två år sedan Vision 2010 med målet att trä år 2010 ska vara Europas ledande material inom byggande, systembyggande och konsumentprodukter för boende.
"Trä används mindre i byggande i Mellaneuropa och här finns en möjlighet att utveckla marknader och en nisch för finländskt träkunnande", säger Vihavainen. "Men man måste också övervinna sådana tekniska och kvalitativa hinder som problem med brandsäkerhet och fuktkänslighet. Finland har goda möjligheter att genom effektiverat förädlingsarbete aktivera träutvecklingen i Europa och samtidigt slå ett slag för egna marknadsinmutningar."
Ett led i dessa nationella strävanden är skogsbranschens forskningsprogram Wood Wisdom, som syftar till att befrämja skogsnäringens och skogsindustrins konkurrenskraft i en föränderlig verksamhetsmiljö. Wood Wisdom, vars första del förverkligades 1998­2001, är ett forsknings- och teknologiprogram som täcker hela den kemiska och mekaniska förädlingskedjan från råvara till slutprodukt. Wood Wisdom II åren 2003­06 inriktas på att generera strategiskt kunnande genom internationellt forskningssamarbete och metoder att implementera nya rön och nytt kunnande. Programmet finansieras av Tekes, Finlands Akademi, jord- och skogsbruksministeriet samt handels- och industriministeriet (se även www.woodwisdom.fi).
Ragnhild Artimo

Otawood: två plus två är mer än trä

Otawood är Finlands största träforskningskluster ­ en samarbetsgrupp som består av forskarteam vid VTT Bygg och transport, Tekniska högskolans avdelning för träförädlingsteknik, avdelningen för byggnads- och samhällsteknik, samt TH:s träbyggnadsprofessur. I finansieringen av forskningsprojekten deltar Tekes och Finlands Akademi. Otawoods samlade kunnande utgörs av 130 experter, varav ett tiotal professorer och 70 forskare. Otawood har till förfogande ett brett spektrum forsknings- och provningsanläggningar för grund- och materialforskning, pilot- och fullskalig tillverkning samt provbyggnad.
Otawood fungerar som FoU-partner för företag i forsknings-, utvecklings-, testnings- och teknologiöverföringsprojekt. Klustret samarbetar med nära 2 000 företag inom träbranschen ­ 90 procent av dem småföretag. Största enskilda kund är Wood Focus Oy (Suomen Puututkimus Oy).
Samarbetspartner i forskningsprojekt är bland annat Helsingfors universitet, Joensuu universitet, Villmanstrands tekniska högskola, Uleåborgs universitet, Skogsforskningsinstitutet samt ett flertal yrkeshögskolor.
Tillsammans med de tre förstnämnda grundade Otawood 1998 landets första forskarskola för träteknik, som måste upphöra 2001 då fortsatta anslag inte beviljades. Finlands Akademi har nu valt träbyggande till objekt för en ny forskarskola, vid vilken man inrättat fem forskartjänster. Tekniska högskolan startar hösten 2003 ett internationellt utbildnings- och forskarprogram i syfte att skapa en internationellt högklassig träforsknings- och utbildningsgrupp.
Internationellt samarbetar Otawood med Eurowood, de europeiska träforskningsinstitutionernas organisation, som numera ingår i nyligen grundade Innovawood, takorganisation för Eurowood, Eurofortech (skog), Euroligna (utbildning) och Eurifi (möbler), som ska främja dialog mellan skogsindustri och skogsforskning. Andra samarbetspartner är Eureka Wood, ett europeiskt forsknings- och FoU-nätverk, och Nordic Wood, ett nordiskt forskningsprogram finansierat av Nordisk Industrifond och bland annat Tekes.

Pressat trä är starkare

Stockhustillverkaren Kontiotuote Oy i Pudasjärvi är först i Finland ­ och veterligen i hela världen ­ med pressat trä (puristepuu). Metoden har utvecklats och patenterats av VTT, och går ut på att stockarna under torkningsprocessen hydrauliskt pressas ihop och materialet därvid får nya egenskaper.
"De för torkning på en torkställning uppradade stockarna pressas hydrauliskt samman, varvid träet blir 'tätare' och stockens diameter runt tre millimeter mindre", berättar Eero Lauhikari, Kontiotuotes produktionschef. "Träets årsringar ter sig efter denna process något ovala, snarare än helt koncentriska. Hela torkningsprocessen tar runt två veckor."
Pressbehandlad stock spjälks inte lika lätt som konventionellt torkad stock (mindre spill), och sammantrycks som bärande byggkonstruktioner inte heller lika mycket vertikalt ­ det vill säga 'sätter sig'.
"Efter testningsskeden och utprovning av tekniken kunde vi starta produktionen senaste höst, och intresset för det nya pressträet har redan från början varit stort", säger Lauhikari. "Produktionen är såld fram till nästa höst, och som det ser ut är efterfrågan långt större än kapaciteten med vår nuvarande enda produktionslinje, som beräknas klara 1 300 kubikmeter stock på årsnivå."
Investeringen för den första produktionslinjen har gått löst på cirka 200 000 euro. Kontiotuote utvecklar i samarbete med Järtek Oy torkningslinjer för den nya presstekniken.
Kontiotuote är grundat 1972 och har totalt levererat långt över 10 000 stockbyggnader. Huvudexportländer är Tyskland, Ryssland, Frankrike och Japan. Årsomsättningen är cirka 30 miljoner euro och fabriken i Pudasjärvi sysselsätter 180 personer.