LÄTT VIKT 1 ROLLS-ROYCE SPARAR TID MED GULA LAPPAR 1 ALLT DU VILL VETA OM FRAMTIDENS SMARTA ELNÄT 1 MERVENTOS STORA VIND- KRAFTVERK I MINIFORMAT

Transkript

1 EN TIDNING OM INGENJÖRSTJÄNSTER & PRODUKTINFORMATION # ROLLS-ROYCE SPARAR TID MED GULA LAPPAR 1 ALLT DU VILL VETA OM FRAMTIDENS SMARTA ELNÄT 1 MERVENTOS STORA VIND- KRAFTVERK I MINIFORMAT LÄTT TEMA VIKT FÖRHOPPNINGARNA ÄR STORA. UTMANINGARNA ÄR MÅNGA. ÄR FRAMTIDEN LÄTT?

2 INNEHÅLL # ARTIKLAR I DETTA NUMMER AV FUTURE BY SEMCON FUTURE BY SEMCON I DIN IPAD Sök på Semcon i App Store. 6 Framtidens elnät är smart Tar vara på el från vind, sol och elbilar. Det är några fördelar med smarta elnät. Professor Lina Bertling Tjernberg berättar hur framtiden ser ut. 2 FUTURE BY SEMCON

3 Webbadress: semcon.se Brev: Future by Semcon, Semcon AB, Göteborg, Sverige. Adressändring: Ansvarig utgivare: Anders Atterling. Telefon: , e-post: Projektledare Semcon: Madeleine Andersson. Telefon: , e-post: Redaktionell produktion: Spoon. Redaktör: Katarina Misic. Formgivare: Mathias Lövström. Webbadress: spoon.se Repro: Spoon. Tryck: Trydells Tryckeri, Laholm. ISSN: PÅ JAKT EFTER EN LÄTTARE BIL Att skapa en normalbil som är upp till 40 procent lättare. Det är uppgiften som projektet SåNätt tagit på sig. Tillsammans med Semcon och andra aktörer har man valt att gå hundra år tillbaka i tiden. 24 DELAVAL GÖR MJÖLKNING ENKELT Avancerad teknik gör livet enklare för mjölkbönder över hela världen. Semcon hjälper DeLaval med deras komplexa eftermarknadsinformation med resurser i Sverige, Ungern och Storbritannien. 36 LÄTTARE HJULLASTARE BEHÅLLER STYRKAN Genom att använda rätt vikt på rätt plats lyckades Volvo CE få avsevärd viktminskning på sin nya hjullastare. Semcon var med på resan mot en lättare och effektivare hjullastare. 42 MÖT SEMCONS SKARPASTE HJÄRNOR I Semcon Brains möter du Hybrid Design Studios som visualiserar kunders framtid, Miriam Stribeck som kan allt om styrsystem och Jens Olow som lär sina kunder allt om projektledning. LEDAREN Konsten att göra världen lättare I dag räcker det inte att komma på en smart och innovativ produkt. Den måste också vara billig att tillverka, enkel att använda, lätt att underhålla, säker, miljö vänlig, återvinningsbar ja, listan kan göras lång. Kraven som ställs på dagens produkter blir allt fler och allt mer komplexa. Vi hjälper våra kunder att inte bara möta dessa krav utan också förutse vilka framtidens krav kommer att bli genom att ligga i framkant med teknisk utveckling. Vi gör våra kunder bäst i klassen. Ett krav som de senaste åren sysselsatt allt fler av våra kunder är behovet av lättvikt. Lättare produkter är nästan alltid bättre produkter. Handlar det om ett fordon så drar det mindre bränsle och släpper ut mindre koldioxid. Handlar det om vindkraftverk så kan de göras ännu större och effek tivare med lättviktsmaterial. I detta nummer av Future by Semcon tittar vi närmare på hur lättviktsmaterial revolutionerat produktutvecklingen, men också vilka utmaningar som väntar i framtiden. Jag slutar aldrig att imponeras av bredden i de uppdrag som vi utför tillsammans med våra kunder. Från olympiska cykelskor och prototyper av vindkraftverk till lättare fordon, eftermarknadsinformation till mjölkutrustning och effektivare produktion hos Rolls-Royce. Allt detta och mycket mer kan du läsa om i detta nummer av Future by Semcon. 1 MARKUS GRANLUND, VD SEMCON FUTURE BY SEMCON

4 FOLK # PERSONER I DETTA NUMMER AV FUTURE BY SEMCON Att göra produkter lättare är en utmaning för många branscher i dag. Möt några personer i Future by Semcon som pratar kring temat lättvikt. lina bertling tjernberg, professor i uthålliga elkraftsystem vid chalmers tekniska högskola, göteborg Är lättviktsmaterial av betydelse för utvecklingen av smarta elnät? Ja, framför allt inom vindkraft det är en utmaning att minska konstruktionens vikt. Men även i kraftstationerna där omkoppling och transformering sker finns det en drivkraft att gå ner i storlek och vikt för komponenter. 16 SIDAN anders holmkvist, projektledare sånätt, trollhättan Vilka är de största utmaningarna med att göra fordon lättare idag? Kostnadseffektivitet. Då tänker jag framför allt på hur man skapar en effektiv produktionsteknologi. Det kommer med stor sannolikhet vara en stor komposit inriktning. Att få det att fungera i stora volymer kommer att vara den största utmaningen, tror jag. SIDAN SIDAN gustav larsson, proffscyklist, monaco Hur ser lättviktsframtiden ut för cykelsporten? Jag är nyfiken på att se hur grafen kan användas i framtiden. Det är ett super intressant material. En cykel innehåller elektronik till växlar, hastighets mätning, kraftmätning och GPS. Grafen har en extremt bra elektrisk ledningsförmåga. Kanske kan det användas för att integrera matning av nödvändig el i ramen i stället för att ha massa sladdar överallt. Läs mer om grafen på semcon.com 4 FUTURE BY SEMCON

5 44 SIDAN miriam stribeck, designingenjör, semcon göteborg Vilken betydelse har lättviktsmaterial för det område du arbetar med? Det kan ha en stor betydelse. Bilens tyngd påverkar servostyrningen, som är det jag arbetar med. Små förändringar i materialet kan göra stora skillnader. patrik holm, vd och grundare av mervento, vasa Vilken framtid har lättviktsmaterial inom vindkraftsindustrin? När man bygger ett vindkraftverk är materialval givetvis mycket viktigt, allting måste hålla. Men även om själva kroppen oftast är en stålkonstruktion tror jag absolut att det finns en framtid för olika lättviktmaterial inuti vindkraftverket. 50 SIDAN 36 SIDAN lars serander, chef projektkontoret sverige, volvo construction equipment, eskilstuna Hur viktigt är det att göra era anläggningsmaskiner lättare? Inte alls egentligen, för oss är det tvärtom väldigt viktigt med tyngd. Vikten är en förutsättning för att maskinerna ska fungera över huvud taget. För att få en energieffektiv hjullastare optimerar man i stället maskinens viktfördelning, med bibehållen eller ökad lyftkapacitet. Att optimera konstruktionen med tanke på vikt är ett kontinuerligt arbete. FUTURE BY SEMCON

6

7 EN LÄTT UTMANING Tennisracket, bilar eller vindkraftverk vad du än tillverkar så måste du göra det lättare. Företagen hoppas kunna rädda både miljön och framtida affärer med nya smarta material. Möjligheterna känns oändliga, men det finns gott om utmaningar. Följ med Future by Semcon in i en lättare värld. TEXT PETER HAMMARBÄCK FUTURE BY SEMCON

8 FOKUS: LÄTTVIKT Monte Carlo, En gänglig 34-årig svensk kliver in på tennisbanan. Runt huvudet har han sitt ikoniska pannband för att hålla den blonda hårmanen på plats. Det är en efterlängtad comeback av en av tennisens absolut största stjärnor genom tiderna. Björn Borg, Mr Fem Wimbledon i rad, är tillbaka. I sin första professionella match på nästan åtta år ska han möta spanjoren Jordi Arrese, rankad på en blygsam femtioandraplats i världen. Den entusiastiska publiken på Monte Carlo Open är märkbart glad över att få se Björn Borg spela tennis igen. I sin hand håller Borg sin gamla träracket Donnay Borg Pro som väger 415 gram, racketen han vunnit fem Wimbledon med. Arrese spelar med en ultramodern, lätt grafitracket som väger runt 350 gram. Det kanske inte låter som någon större skillnad, men grafitracketens huvud kan därmed göras större och spelaren kan slå bollen procent hårdare. Björn Borg blev slagen med klara 2 6, 3 6 i den hett efterlängtade comebacken som inte blir så långvarig. Nästa gång Borg gör comeback, då på veterantouren, ser han till att spela med ett grafitracket. INOM SPORTENS VÄRLD har lättviktsmaterial inneburit en revolution. De förhållandevis enkla konstruktionerna, som hockey klubbor och badmintonrackets, kunde tidigt börja tillverkas i aluminium och komposit material. Cyklar, F1-bilar, skidor, golfklubbor och segel båtar följde listan kan göras lång över sporter där lättvikt spelat en stor roll. Utvecklingen inom tävlingscykel är ett bevis på det. Tour de France-vinnare på 80-talet snittade en medelhastighet på 37 km/h, dagens cyklister ligger på 40 km/h. En Under Björn Borgs glansdagar, som här efter hans femte Wimbledon-vinst 1980, var det ingen som ifrågasatte hans träracket Donnay Borg Pro gick Donnay i konkurs, frånåkt av sina konkurrenter. (Foto: Rob Taggart/Getty) snabbhet som till stora delar på att utrustningen blivit lättare och bättre. På 30 år har gamla stålramar bytts ut mot kolfiber och vikten på cykeln minskats med drygt 2,5 kg, en avsevärt lägre vikt att släpa över de franska Alperna. SPORTVÄRLDEN ÄR DOCK inte den enda som sett möjligheter med lättviktsmaterial. Även den mer avancerade tillverkande industrin jagar gram, vare sig det handlar om fordon, flygplan, tåg eller båtar. För många tornar lättvikt allt tydligare upp sig som en ödesfråga. Det är miljökraven som ligger bakom. De måste hålla tillbaka energiförbrukningen och få ner koldioxidutsläppen. Fordonsbranschen har till exempel pratat om lättvikt i över femton års tid, men det tycks ha skett något de senaste åren. Det har blivit mer på allvar nu, säger Jan Skogsmo, lättviktsexpert på forskningsinstitutet Swerea IVF. I dag är det nästan svårt att hitta någon som inte bryr sig om lättvikt. De enda som inte vill minska vikten är de som tillverkar motvikter för lyftkranar, grävmaskiner och de som bygger broar. Annars vill du nästan alltid göra din produkt lättare. Även om det inte är viktigt för produkten i sig blir det mer ekonomiskt att transportera lättare varor, och produkten blir mer hanterbar. Det går dessutom åt mindre material, vilket sparar kostnader och miljön. En tvättmaskin som väger 50 kilo kan montören få upp för trappan på egen hand, men en som väger 75 kilo måste kanske två man hjälpas åt med, säger Jan Skogsmo. STRÄVAN MOT LÄTTHET är alltså intensiv, men inte ny. Redan under 1900-talets första hälft experimenterade industrin med olika material som kunde användas för att göra lättare flygplan och bilar. Flygplanstillverkarna fick tidigt upp ögonen för materialet aluminium. År 1917 presenterade den tyske professorn Hugo Junkers sitt flygplan Junkers J4, det första plan som tillverkades helt i metall. En speciellt viktig roll i konstruktionen spelade aluminiumlegeringen duralumin. De båda världskrigen såg till att Junkers flygplan utvecklades och massproducerades för det tyska flygvapnet, något som visar på den nära koppling som länge funnits mellan lättviktsmaterial, militär och flygbransch. Även rymdindustrin, och senare bilindustrin, har under perioder drivit utvecklingen. Aluminium fick sitt kommersiella genombrott i flygbranschen på 1920-talet, och materialets egenskaper gör att det fortfarande är populärt i till exempel bilar. På 1950-talet dök också de nya kompositerna upp, först i form 8 FUTURE BY SEMCON

9 Lättviktskonstruktioner är bland de viktigaste framtida teknologierna inom flygplansoch fordonstillverkning och mekanisk konstruktion. Professor Holger Hanselka, Fraunhofer Lighweight Construction Alliance av glasfiber i båtar och bilar. Boeings passagerarplan 707 hade två procent glasfiber redan på 1950-talet. Grafit dök till exempel upp på 1960-talet och användes också inom flygindustrin, och i mitten på 60-talet presenterades kolfiber för världen. Bilindustrin öppnade tidigt famnen för det nya materialet som användes i vissa komponenter, men även sportutrustningstillverkarna såg enorma möjligheter att göra fiskespön och cyklar lättare. Den 4 oktober 1957 skickade Sovjet upp den första satelliten, Sputnik 1, i rymden. Den var tillverkad till stor del av en legering (AMG6T) av aluminium, titan och magnesium. I jakten på den perfekta legeringen lärde människan sig att ge metaller olika egenskaper, former och vikt. I dag lägger alla som tillverkar bilar, flyg, militärutrustning och rymdfarkoster säkerligen en stor del av sin vakna tid på att fundera över vad saker väger och hur mycket de kan skala bort från den vikten. EN AV DEM ÄR Dan Jönsson som rekryterades till lastbilstillverkaren Scania i Södertälje för ett drygt år sedan för att jobba med kompositmaterial. Vi utvecklar lättare lastbilar för att vi måste, av konkurrensskäl. Hela fordonsindustrin jobbar med lättvikt i dag, åt minstone inom premiumsegmentet. Scania har ett mål om att minska koldioxidutsläppet från våra lastbilar med 50 procent till år 2020 jämfört med år För att lyckas måste vi tänka i nya banor, säger Dan Jönsson. Ytterst är det alltså klimatkrav som driver på, men lättare fordon innebär också bättre driftsekonomi för de som kör lastbilarna och bussarna lättare fordon kan ta fler passagerare eller mer last, vilket sänker kostnaden per transporterat ton. Dessutom har utvecklingen av el- och hybridbilar, med tunga batterier ökat pressen på att minska vikten på fordonens övriga konstruktion. DÄRFÖR STÅR nu människor i vita rockar och skyddsglasögon, i laboratorier över hela världen, och funderar på hur Audi A3 I den kommande modellen Audi A3 2.0 TDI 150PS har de tyska ingenjörerna skalat bort 80 kilo vikt jämfört med förra generationens A3:a. Det har åstadkommits genom att de använt mer aluminium och höghållfast stål än i tidigare versioner. de kan använda lättare material i produkter. Det tyska forskningsinstitutet Fraunhofer i München anses vara världs ledande inom lättvikt. Från huvudkontoret i München, och från drygt 60 andra institutioner spridda över Tyskland och världen, kommer det en mängd nyheter, lösningar och produkter inom lättviktsområdet. För dessa forskare är det ingen tvekan om var framtiden finns. Lättviktskonstruktioner är bland de viktigaste framtida teknologierna inom flygplansoch fordonstillverkning och mekanisk konstruktion, säger professor Holger Hanselka vid Fraunhofer Lighweight Construction Alliance till Fraunhofer Magazine. På Fraunhofer tittar man inte bara på materialens egenskaper, utan också på hur man ska få ner produk- FUTURE BY SEMCON

10 EXPERTEN Lars Carlsson Titel: Teknisk direktör Automotive R&D Kontor: Semcon, Göteborg Lars Carlsson siktar mot en lättare framtid Utvecklingspotentialen för lättviktsmaterial är enorm, inte bara inom transportindustrin. Lars Carlsson ser till att Semcon befinner sig i framkant med sitt deltagande inom olika forskning- och utvecklingsprojekt. TEXT FLORENCE OPPENHEIM FOTO LARS ARDARVE Lars Carlsson är ansvarig för forskning inom Semcons affärsområde Automotive R&D. Lättvikt är ett viktigt område, men inte bara inom fordonsindustrin. Inom fordonsindustrin finns fortfarande mycket att göra inom lättviktsområdet, säger han. Men vi ser också stora möjligheter inom flygindustrin och framtida energiproduktion som till exempel vindkraft. Även den marina industrin arbetar med lättviktsmaterial. Det handlar inte bara om att lägre vikt ger minskad bränsleförbrukning och utsläpp, utan också om att hitta nya material och kombinationer av material som dessutom klarar av att bibehålla och förbättra funktion, säkerhet och hållbarhet. Semcon har redan i dag både bredd och spetskompetens för att lösa de komplexa frågor och utmaningar som den här typen av forskning och utveckling står inför. Som ansvarig för forskningsområdet är det Lars Carlssons uppgift att dessutom se framåt och i samråd med organisationen föreslå strategiska rekryteringar och satsningar för att ständigt vara i framkant inom lättvikt. Jag bevakar trender ur ett globalt perspektiv och inte bara inom fordonsindustrin. Vi är numera en global ingenjörspartner, och för mig handlar arbetet mycket om att bedöma vilka framtida krav som kommer att ställas på oss och vilka utmaningar vi som företag kan tänkas stå inför inom de närmaste 20 åren, säger Lars Carlsson. Lättviktstrenden är tydlig. Att skapa interna och externa mötesplatser är ett sätt för Semcon att delta och stärka teknikutveckling och kompetens på området. Vi har historiskt och i dag en bra bas och kunskap inom lättvikt, både för metalliska och icke-metalliska material. Vi fokuserar hårt på att se över kundernas behov i framtiden och engagera oss i internationella nätverk och forum, där vi ses som en kunskapsöverförare och intressant partner för forskning och utveckling, säger Lars Carlsson. För kunderna är Lars Carlsson en viktig kontakt när det gäller att hitta rätt kompetens inom lättviktsområdet, inte bara när det gäller materialfrågor utan även kompletterande resurser inom till exempel design och produktionsmetoder för olika projekt. Och för att visa kunderna andra möjligheter för lättviktsmaterial än de traditionella. Vi har hela portföljen runt lättvikt. Min roll som teknisk direktör är att stötta och förmedla kontakter, både internt inom Semcon och externt till kunder och samarbetspartner FUTURE BY SEMCON

11 FOKUS: LÄTTVIKT Nya studenter här på KTH brukar alltid fråga varför vi inte bara kan göra hela fordonet i komposit istället för att försöka få in mindre delar. Magnus Burman, Kungliga Tekniska högskolan tionskostnaden och hur man kan foga olika material med varandra två nyckelfrågor för lättviktsmaterialens framtid. JUST FOGNING ÄR ämnet för Magnus Burmans forskning. Han ingår i en forskargrupp på Kungliga Tekniska högskolan (KTH) i Stockholm som fokuserar enbart på kompositmaterial. Ett sådant material kan bestå av nästan vad som helst, lera och halm till exempel, men när man pratar komposit och lättvikt menar man oftast kol- eller glasfiberförstärkta plaster. En av knäckfrågorna handlar om implementeringen av kompositmaterial, det vill säga hur man ska foga samman exempelvis kompositkomponenter med stål på ett hållbart och kostnadseffektivt sätt. Att svetsa går inte. Vi försöker hitta bra sätt att implementera kompositer i stora lastbärande strukturer som bussar, lastbilar och personbilar. Nya studenter här på KTH brukar alltid fråga varför vi inte bara kan göra hela fordonet i komposit istället för att försöka få in mindre delar. Det skulle onekligen vara enklare, men för stora producerande företag fungerar det inte att ställa om så drastiskt. De sitter fast i produktionssystem som de nya materialen måste in i. Att ställa om hela bilindustrin till kolfiber det kommer inte att hända. Jag tror snarare att en uppsjö av olika lättviktsmaterial kommer att kombineras i framtidens fordon, säger Magnus Burman. VÄRLDENS STÖRSTA passagerarflygplan, Airbus A380, är just en blandning av olika lättviktsmaterial. Här finns glas- och kolfiberkompositer, kvartsfiber, det unika materalet GLARE (Glass-reinforced fibre metal laminate), aluminiumlegeringar med mera. Trots det enorma arbete som lagts ner på att göra A380 så lätt som möjligt väger den omkring 276 ton olastad, omkring 100 ton mer än Boeing 747, som tidigare var världens största passagerarplan. Airbus A380 har sålts i cirka femtio exemplar, men problem med små sprickor i vingarna som upptäcktes i slutet av 2011 har fått projektet att darra rejält, affärsmässigt. Sprickorna ska inte vara direkt farliga men måste ändå repareras, vilket kommer att kosta tillverkaren EADS miljardbelopp. En kritisk artikel i tyska Der Spiegel frågar sig om det är klokt att använda de nya high tech -materialen i flygplan. Airbus modellprogramchef Tom Williams svarar att man inte ska dra för stora växlar på de små, små sprickorna. Om vi aldrig vågar slå in på nya vägar hade flygplan fortfarande tillverkats i trä och tyg, säger Williams till Der Spiegel. Fogningen mellan komposit och metall är en stor utmaning. De strömlinjeformade och effektivare produktionssystemen inom många branscher en annan, minst lika stor utmaning. Tillverkningen av exempelvis en bildörr i komposit kan inte jämföras med att göra samma dörr i stål eller aluminium. När du gör en dörr i komposit tillverkas dörren och materialet (en stelnad mix av fibrer och plast) samtidigt, vilket skulle kräva gigantiska omställningar av världens bilfabriker. Dan Jönsson på Scania känner väl till problemet: Det är en utmaning. Man måste tänka Giant TCR Advanced Länge var gram drömgränsen för tillverkare av tävlingscyklar. Med TCR Advanced lyckades Giant få ner vikten till 830 gram med hjälp av specialutvecklad kolfiber och harts som lades in kompositen. komposit hela vägen, och för att lyckas med det måste vi höja kompetensen internt, vilket vi också är mitt uppe i nu. Men det går långsamt. Scania använder i dag aluminium och höghållfasta stål, men har ännu inte rullat ut någon lastbil eller buss med kompositkomponenter, berättar Dan Jönsson: Så länge vi bara använder aluminium och höghållfast stål finns det en tydlig gräns för hur mycket vi kan få ner vikten. Därför tror jag på kompositer på sikt. Då kan vi göra riktigt stora viktbesparingar. Vi låter personbilstillverkarna gå först och ta alla barnsjukdomarna, säger han med glimten i ögat. EN TILLVERKARE som tagit en tätposition och tydligt markerat sin tilltro till kompositer är tyska BMW. I juni 2011 meddelades att de ska satsa 100 miljoner euro på att bygga en egen kolfiberfabrik. De är den första biltillverkaren som gör en sådan markant positionering för kompositen, ett material som är avsevärt mycket dyrare att massproducera med än stål, men också betydligt lättare. Chris Reiter, Berlinbaserad motorjournalist på Bloomberg BusinessWeek, förklarar varför BMW satsar på kolfiber: En stor del av vinsten i tysk bilförsäljning kommer från stora bilar som Mercedes S-klass och BMW 7-serien. När miljöreglerna skärps måste biltillverkarna lyckas göra de FUTURE BY SEMCON

12 FOKUS: LÄTTVIKT Vi skulle kunna plocka bort mellan 80 och 100 kilo från en vanlig bil med hjälp av MnE21-delar utan att sänka krocksäkerheten märkbart. Doktor Stephen Rudzewski, Semcon modellerna mer bränslesnåla. Även om mer effektiva motorer kan vara en del i lösningen så måste bilarna även bli lättare, och kolfiber har i dag störst viktminskningspotential. De tyska biltillverkarna har dessutom störst marginaler i branschen, vilket innebär att de har möjlighet att absorbera extrakostnaden för dyrare kolfiber bättre än många konkurrenter. Även Mercedes Benz och Audi försöker säkra upp sin tillgång på kolfiber genom att bli delägare i kolfiberproducenter (Mercedes) och att gå ihop med företag som utvecklar verktyg för massproduktion av kolfiberdetaljer (Audi). Men vi har ännu inte sett några bevis på att massproduktion av kolfiberdetaljer för bilindustrin fungerar, så tillverkarna jobbar även med andra material parallellt. Aluminium är ofta standard i premiumbilar nuförtiden, och höghållfast stål och magnesium används också, säger Chris Reiter till Future. Nästa år ska BMW presentera den efterlängtade modellen i3, helt batteridriven och med kolfiberkaross. Bilen är ett spännande omtag på bilkonstruktion, men det återstår att se om kunderna vill betala det höga priset (troligtvis runt kronor) för en liten elbil med begränsat lastningsutrymme. EN ANNAN BRANSCH som kämpar för att introducera lättviktsmaterial är sjöfartsindustrin. För stora transportfartyg likväl som för mindre färjor finns det många fördelar med lättviktskonstruktioner. Lättare fartyg kräver mindre ballast, vilket innebär mer utrymme för last man kan ta betalt för. Med stigande oljepriser och ökade miljökrav är all typ av bränslebesparing hårdvaluta inom sjöfarten. Dessutom kräver kompositmaterial mindre underhåll eftersom de inte rostar. Men det finns ett stort hinder att överkomma. Den största utmaningen är att visa att fartyg kan byggas med lättviktsmaterial utan att kompromissa på brandsäkerheten, säger Tommy Herzberg, forskare på forskningsinstitutet SP och projektledare för det svenska projektet LÄSS (Lättviktskonstruktioner till sjöss). Brännbar komposit utmanar traditionella byggmetoder inom sjöfarten, men sedan 2002 är det enligt regelverket möjligt att ersätta stål med andra material så länge säkerheten kan garanteras. Och kompositernas egenskaper har utvecklats så pass att det nu också verkar möjligt. Sverige är världsledande i byggandet av just kompositfartyg, framför allt på Kockums varv i Karlskrona som till exempel byggde 8 MATERIAL SOM GÖR PRODUKTEN LÄTTARE 1 KOLFIBER Ett armeringsmaterial bestående av tunna dragna koltrådar. Tillsammans med epoxi-, poly- eller vinylester får man ett material med många användningsområden. Används också i sandwichmaterial med kolfiber i de yttre lagren och en lätt men styv bikakestruktur, balsaträ eller skumplast i mitten. används: I bilar, båtar, cyklar, flygplan, golfklubbor, hjälmar, skidor, vapen och mycket annat. plus: Extremt lätt och styvt. Rostar inte. minus: Dyrt, mindre slagtåligt och risk för sprickbildning mellan lagren. 2 NATURFIBER Naturfiber som lin, hampa och jute kan ersätta glasfiber i komponenter av komposit. används: Bilindustrin har tagit täten, dock mest med bilklädsel och ickestrukturella komponenter. plus: Billigt, bättre styvhet per viktenhet i jämförelse med glasfiber och en förnyelsebar resurs. minus: Mindre krockstyrka än glasfiber, varierad kvalitet på råvaran, fuktkänslig, låg brandsäkerhet. 3 PLASTER Består huvudsakligen av en eller flera polymerer som blandats med tillsatser för att få fram olika egenskaper. Kan till exempel förstärkas med glasfiber för att bli starkare och mer hållfast. används: I allt från proteser, förpackningar och byggmaterial till interiör- och motordetaljer i fordon, båtar, tåg och flygplan. plus: Formbart, isolerande, lätt, stryktåligt, lång livslängd och enkel tillverkning. minus: Kräver råolja (även om förnyelsebara alternativ också finns), tillverkning med höga utsläpp, inte helt lätt att återvinna. 4 KERAMER Tekniska keramer som till exempel aluminiumoxid och kiselnitrid framställs genom värmebehandling vid temperaturer över 600 grader Celcius. används: I höftproteser, tandimplantat, skäreggar, elektronik, värmesköldar till rymdfarkoster, i skärverktyg och inom flygplans- och bilindustrin. plus: Lätt i förhållande till egenskaper som värmebeständighet, har hög smältpunkt, är slitstarkt, leder inte elektricitet, rostar inte, konsumeras inte av bakterier, är omagnetiskt och kräver ingen smörjning. minus: Tål inte spänningar och försvagas lätt av sprickor. 12 FUTURE BY SEMCON

13 den banbrytande Visby-korvetten i PVC, kolfiber och vinyllaminat för svenska flottan och 2010 sjösatte sitt första civila kolfiberbaserade fartyg CarboCat. Enligt Tommy Herzberg är inte frågan om utan när man kommer att börja tillverka lättviktsfartyg i större utsträckning. KAMPEN OM LÄTTVIKTSMATERIAL handlar inte bara om kostnader, hållbarhet och omställning av produktionssystem. Det är också en fråga om vilka material som är framtiden. Och vem som vågar satsa och gå i bräschen. På Semcon i tyska staden Gaimersheim i närheten av Ingolstadt arbetar doktor Stephen Rudzewski. För honom är det inte enbart kolfiber och aluminium som är framtiden. I stället har han ögonen på MnE21. Materialet är ett magnesiummangan, för mjukt för att göra krocksäkra bilkarosser av men lätt, tillgängligt över hela jorden och väl lämpat för att använda till andra bildelar. Magnesium glömdes bort helt efter andra världskriget, när aluminiumlobbyn satsade mycket pengar på att få alla att använda aluminium. Eftersom MnE21 som representant för aluminiumfria magnesiumlegeringar har numera återupptäckts, så hoppas vi att biltillverkare och andra vågar börja använda det igen, säger Rudzewski. MnE21 bör bearbetas vid förhöjd temperatur ( C) för då är det enkelt att jobba med och lätt att forma. Rudzewski liknar det Boeing 787 Dreamliner Airbus 380 må vara störst, men det var faktiskt Boeing 787 Dreamliner som var världens första kommersiella flygplan byggt till 50 procent av kolfiberkomposit (att jämföra med tolv procent på den 20 år gamla Boeing 777). Viktminskningen sägs spara 20 procent bränsle. vid modellera, och det kräver inte samma stora maskinpark som stål- och aluminiumproduktion. Trots det är europeiska biltillverkare tveksamma. Desto större intresse har Semcon märkt österut. Kinesiska biltillverkare är mycket mer intresserade av MnE21. De drar sig inte för att bygga nya fabriker när de designar nya produkter. I Tyskland måste vi anpassa produkterna efter hur fabrikerna ser ut och är utrustade i dag. Stolfig, det tyska bolag som Semcon samarbetar med gällande MnE21, ersatte i fjol ett tjugotal delar i den populära kinesiska bilen La Vida med MnE21-delar och sparade 36 kilo 5 ALUMINIUM Lättviktsmaterialens grand old lady är den vanligaste metallen i jordskorpan. Leder elektricitet väl. används: Till bilar, flygplan, burkar, aluminium folie med mera. plus: Det är lättare än stål, är ganska mjukt att jobba med och rostar inte lika lätt som stål. minus: Relativt avancerad process (värmebehandling) för att uppnå maximal styrka i materialet. Aldrig starkt som stål, inte helt lätt att svetsa. Kan repas. 6 HÖGHÅLLFAST STÅL Stål med högre sträckgräns, vilket uppnås med legering eller värmebehandling, kan göras tunnare och lättare än traditionellt stål. används: I bilar, lyftkranar, containrar, lastmaskiner med mera. plus: Hanterbarhet och tillgång. Ett av få lättmaterial som det går att svetsa i och som branscher kan börja använda utan att ställa om hela produktionskedjan. minus: Mycket koldioxidutsläpp vid produktionen. Fortfarande relativt tungt. 7 MAGNESIUM Jordens åttonde vanligaste mineral. Viktigt näringsämne för människan och i växters fotosyntes. används: I olika legeringar i flygplan, mobil telefoner, cyklar, missiler med mera. plus: Mycket lätt, densiteten är hälften av den hos aluminium. Finns över hela jorden, inte minst i havsvatten. minus: Kan inte konkurrera med höghållfast stål i konstruktioner som kräver hög säkerhet. Korroderar lätt om den inte ytbehandlas rätt och brinner lätt i tunnare dimensioner. Dessa svagheter gäller dock inte för MnE21 (magnesiummangan) 8 TITAN Den dyra lyxmetallen titan används mest inom priset är inte en fråga-branscher. används: Inom medicinsk konstruktion, som implantat i kroppen. Även inom flygoch rymdindustrierna. Smycken eftersom det inte framkallar allergi. plus: Hårt! 50 procent lättare än stål, men trots det lika hård i vissa legeringar. Funkar bra med människokroppen. Korrosionståligt. minus: Dyrt. Knepig att bearbeta (bocka, svetsa) på grund av dess hårdhet. FUTURE BY SEMCON