Kulumiskindluse meister Jakob Kübarsepp

EESTI TEADUSTE AKADEEMIA

Mis liigub, see kulub. Mehaaniliste masinate ajastul on kulumiskindlus pikaealiste seadmete loomise peaülesandeid. Osaliselt saab seda lahendada määrimisega või hoides mõnel muul moel detailide pinnad teineteisest eemal, näiteks magnetvälja või suruõhu abil. Need võtted sobivad siiski harva.

Kunagi metalli karastati või puust tehtud detailide kokkupuutuvaid pindu põletati. Või siis sobitati sellised materjalid, mille omavaheline hõõrdumine väike, eriti väga väikestes seadmetes. Nii nagu olid minijuveelid omaaegsetes käekellades. Nende arv on uhkelt sihverplaadil näha.

Need lahendused on kõik väga kallid. Palju parem mõte on võtta üks suhteliselt odavast materjalist detail ja katta selle pinna vajalikud osad mingi eriti kulumiskindla materjaliga. Nii saab mitu kärbest ühe hoobiga. Kui ainult välja mõelda ja luua selline materjal, mis aluspinnaga hästi nakkub ja on samal ajal libe ja vastupidav. Niimoodi laheneksid triboloogia keskse küsimuse ehk detailide hõõrde, määrimise ja kulumisega seonduvad mured.

Tribolooge ülikoolis ette ei valmistata. Selles valdkonnas maailmatasemel edu saavutamiseks on vaja vähemalt korralikku mehaanikaharidust, keemiku teadmisi, tunda materjaliteaduse peensusi, kogemust igasuguste seadmete hõõrduvate või kuluvate osadega, laboriinseneri käsi ja ennekõike tunnetust, millistest komponentidest tuleb vajalik segu kokku panna ja kuidas see sobival moel aluspinnale kanda. Selles valdkonnas on teooriat vähevõitu ja lahendused sünnivad peaasjalikult katse-eksituse meetodil. Seetõttu tuleb ette sagedast põrkumist kolleegidega, kes saavad toetuda võrranditele ja nende lahendite omadustele. Vastuolude ületamiseks on hädavajalik erakordselt rahulik meel, kindel eneseusk ja lõppematu tahe. Nende omadustega on laureaati rohkelt õnnistatud.

Peenmehaanikust perfektsete detailide loojaks

Jakob Kübarsepp alustas mehaanikainsenerina Tallinna reaalkooli vundamendilt. Karastuse peenmehaanikuna ülikeeruliste aparaatide loojana sai ta vedelikkromatograafide projekteerijana. Elutööks kujunes pulbermetallurgia. Ennekõike see, kuidas luua ülitugevaid ja vastupidavaid kattekihte ehk tehniliselt – kulumiskindlaid kergkomposiite.

Nii teaduste kandidaadi väitekiri 1979. aastal (praegu oleks see PhD kraadi vääriline) kui ka tehnikadoktori töö 1992. aastast käsitlevad kulumiskindlaid pulberkomposiite. Sellised olid maailmas üsna hästi tuntud. Nagu ikka, on saatan peidus detailides. Enamik tuntud komposiite rajanes suuresti strateegilistel metallidel, nt volframil või koobaltil. Need on mitte ainult kallid, vaid ka tervist­kahjustavad ja keskkonnale ohtlikud. Miljöö, kus tahame elada, ei tohi olla keskkonnavaenulik.

Nii nihkus fookus sellistele kulumiskindlatele materjalidele, mis loodust ei koorma. Volframivabadest karbiidkomposiitidest tõusid tähelepanu keskmesse titaankarbiid (TiC) ja titaankarbonitriid (TiCN), kus kasutatakse metalse faasina rauda ja rauasulameid. Sellepoolest on akadeemik Kübarsepp teerajaja kogu maailmas. Kui tema 30 aasta eest sellele tollal marginaalsele suunale keskendus, tegutses kogu maailmas ses valdkonnas vaid kolm-neli rühma Saksamaal, USAs ja Hiinas. Nüüd on see ülemaailmne standard.

Laureaat on nihutanud teadmiste piire nii pulbermaterjalide tehnoloogia, materjalide kulumise kui ka pinnakatete ja alusmaterjali liitetehnoloogiate vallas. Teravik on suunatud tööriistamaterjalidele ning nende rakendamisele metallide survetöötlemisel, aga ka suure eritugevusega kulumiskindlate materjalide loomisele. Sinna juurde aastakümnete pikkune hool läbi taasiseseisvumisjärgsete raskete aegade selle eest, et Eestis püsiksid tipptasemel pulbermaterjalide teadus ja tehnoloogia. Ta on pidevalt arendanud tehnikaülikooli pulbermetallurgia labori taristut. Selle võimalused on olnud nii Eesti-sisese kui ka rahvusvahelise koostöö vundament, koostööd on tehtud nii ettevõtete kui ka teadusasutustega. See on juba kord tehnikateaduste õnnistus ja needus üheskoos, et tehnikateaduste vallas peavad lahendused olema praktikas kontrollitud. Masin või materjal kas töötab või mitte.

Selle töö edu üheks mõõdikuks on, kui palju seda teistes riikides vajatakse, ja tunnusmärgiks pikaajaline koostöö Šveitsi kellatootjaga Swatch Group. Koostöö oli nii delikaatne, et isegi lepingu olemasolust ei sobinud rääkida, saati siis sisust. Aga tulemused on ilmselt üks Šveitsi kellade kvaliteedi ja pikaealisuse tugesid. Eesti kaitsevajadusteks on tema töörühm arendanud keraamikapõhiseid titaankarbiidile tuginevaid kergkomposiite.

Hoolivalt tulevikku panustades

Küünalt ehk sädelevat tarkust ei panda vaka alla. Päris krõbe osa Jakob Kübarsepa panusest Eesti tulevikku seisneb õpetamises kõrghariduse kõigil kolmel tasemel. Kümnest juhendatud doktorist on neli tööl tehnikaülikoolis ja kuus tööstuses või erasektoris. Kõrgkooliõpikuid kirjutades on tal läinud vaja kõvasti laiendada erialast sõnavara. Tuhanded tema leiutatud või süstematiseeritud eestikeelsed materjalitehnika alased terminid on nüüd kasutuses.

Aastakümneid on talle muret teinud, et Eestis doktorikraadi väärtustatakse kasinalt ja uute teadmiste loomine tarkade inimeste poolt on alamakstud. Praeguse hariduse ja teaduse rahastamistantsu juurde sobivad ta paari aasta tagused mõtted: „Oma arenguvisioonides soovivad Eesti ülikoolid olla võrdväärsed Euroopa juhtivate ülikoolidega. Lähimad eeskujud võetakse tavaliselt Põhjamaade ülikoolide hulgast. Kui kõrghariduse, samuti teadus- ja arendustegevuse rahastamine ei pea sammu meile eeskujuks olevate riikidega, siis Eesti ja meie ülikoolid seatud eesmärkideni kindlasti ei jõua.“

Tehnikaülikooli näo kujundaja

Tehnikaülikool ei oleks see, mis ta on, ilma Jakob Kübarsepa panuseta ülikooli juhtimisse. Kuus aastat dekaanina oli hea harjutus, et ligi 15 aastat töötada õppeprorektorina – sellise juhina, kelle vastutusvaldkond oli korras ja kellel alati iga asja kohta mõistlik seletus olemas. Pluss kümme aastat Balti riikide ja kolme Rootsi tehnikaülikooli võrgustiku BALTECH nõukogu esimehena. Ühtlasi ka panustades Eesti kõrgharidusprogrammide nõukogu ja Eesti kõrghariduse kvaliteediagentuuri töösse. Ühiskonnale ehk vähem nähtavalt on ta alates 2015. aastast töötanud Eesti Teaduste Akadeemia informaatika ja tehnikateaduskonna juhatajana. Justkui kirss tordil on tema julgus astuda teaduste akadeemia hariduskomisjoni etteotsa (2022).

On lausa ime, et sellise koormuse juures suutis ta kogu aeg tippteaduses mitte ainult vastu pidada, vaid seda ka vedada. Kes teda ei tunne, arvab, et tegu on vaikse vaatlejaga. Jakob Kübarsepp mõjubki sooja ja sõbralikuna. Aga vaid seni, kuni ta suu lahti teeb. Siis selgub, et tema jutt on tihe, tähendusrikas, raudselt loogiline, täis fakte, huvitavaid mõtteid ja pöördeid. Sidesõnadele ei jää peaaegu üldse ruumi ja parasiitsõnu ei olegi. Või kui ta on osutunud koostööpartneriks, siis selgub, et ta on haruldaselt koostööaldis ja toetav, aga oskab samal ajal rahulikult ja soojalt esitada oma eriarvamuse – ja kui see on tema veendumus, siis ka väärikalt ja kindlalt selle juurde jääda. Seejuures mitte ainult taludes, vaid ka austades teiste arvamusi. Tema olemusse näibki kuuluvat selline kulumiskindel pinnakate, mis silub hõõrumised ja laseb headel mõtetel kiiresti areneda. Ta ise on selle kohta öelnud: „Kõik on sõltuv inimese sisemisest loomusest.“

---

Jakob Kübarsepp pälvis 1985. aastal Eesti NSV riikliku preemia suure erosioonikindlusega volframivabadest pulberkõvasulamitest vedelkütusepihustite väljatöötamise ja seeriatootmisse juurutamise eest kollektiivi liikmena ja 2005. aastal Eesti Vabariigi teaduspreemia – tehnikateaduste aastapreemia tööde tsükli „Mikro- ja nanotehnoloogiliste uurimismeetodite arendamine tööstuslike materjalide väljatöötamiseks“ eest kollektiivi juhina. Teda tunnustati 2001. aastal euroinseneri eluaegse tiitliga (FEANI, Fédération Européenne d’Associations Nationales d’Ingénieurs, the European Federation of National Engineering Associations, alates 2023 ENGINEERS EUROPE), 2005. aastal Tallinna Tehnikaülikooli teenetemedaliga „Mente et manu“, 2006. aastal Eesti Vabariigi Valgetähe IV klassi teenetemärgiga, 2007. aastal haridus- ja teadusministeeriumi teenetemärgiga ja 2011. aastal Tallinna Tehnikaülikooli üliõpilaskonna kuldse teenetemärgiga „Fidelis Studiosus“.

Jakob Kübarsepp, Priit Kulu, Terminoloogiaarendus tehnikavaldkonnas. – Sirp 1. I 2013.

Margus Maidla, Insener kui loovisik. – Sirp 17. III 2017.

Millised on ootused uuele rektorile, vastu võetud strateegiadokumendile, ülikooli tulevikule, riigile? – Sirp 23. IV 2021.